JP5998025B2 - Semiconductor integrated circuit and operation method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、半導体集積回路およびその動作方法に関し、特に給電電力が小さく二次電池(バッテリ)の充電電流等の負荷電流が大きい場合においてDC−DCコンバータが停止する可能性を軽減するのに有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit and a method for operating the same, and is particularly effective in reducing the possibility that a DC-DC converter stops when a power supply power is small and a load current such as a charging current of a secondary battery (battery) is large. Technology.

従来から、ICカードに半導体集積回路とアンテナ・コイルとを搭載して、このICカードの電源供給は、カードリーダー・カードライターと呼ばれる読み出し・書き込み装置からのRF信号をアンテナ・コイルによる受信と整流回路による整流で行われるものである。このようにカード側に電源を持たないICカードは自動改札システム、電子マネー、物流管理等で普及している。このようにこのICカードはRF給電される一方、ユニークな識別情報(ID情報)が内蔵不揮発性メモリに格納されているので、RFIDカードと呼ばれる。また、自動改札システム、電子マネー等の分野で使用されるICカードは、13.56MHzのRF周波数を使用するNFC通信を使用するものである。尚、NFCは、Near Field Communicationの略称である。   Conventionally, an IC card is equipped with a semiconductor integrated circuit and an antenna coil, and this IC card is powered by receiving and rectifying RF signals from a reading / writing device called a card reader / card writer using an antenna coil. This is performed by rectification by a circuit. As described above, IC cards having no power source on the card side are widely used in automatic ticket gate systems, electronic money, logistics management, and the like. Thus, while this IC card is RF-fed, unique identification information (ID information) is stored in the built-in nonvolatile memory, so it is called an RFID card. An IC card used in the fields of an automatic ticket gate system, electronic money, etc. uses NFC communication using an RF frequency of 13.56 MHz. NFC is an abbreviation for Near Field Communication.

一方、スマートフォン等の携帯機器に電源ケーブルを接続することなく、携帯機器を専用の充電テーブルに置くだけで携帯機器の充電が可能な「置くだけ充電」と呼ばれるワイヤレス給電システムが普及している。このワイヤレス給電システムは、スマートフォンと呼ばれる携帯電話の電池の消耗が大きいことに対応するものである。すなわち、スマートフォンは、インターネットとの親和性が高く、パーソナルコンピュータの機能をベースとした多機能携帯電話もしくは電話・メールにPDA機能が付加された多機能携帯電話であり、「スマフォ」、「スマホ」と略されることもある。ワイヤレス給電システムは業界団体のWireless Power Consortium (WPC)によって策定されたQi(チー)と呼ばれる国際標準規格に基づくもので、送信側機器と受信側機器の両者がそれぞれコイルを持つことで、電磁誘導方式により送信側機器から受信側機器への給電を可能とするものである。このワイヤレス給電システムの利点は、充電のために電源コネクターを抜き差しする必要が無く、特に携帯機器の電源コネクターのコネクターカバーを開け閉めする作業を省略することが可能となる。   On the other hand, a wireless power feeding system called “just-on-placement charging” that allows charging of a mobile device by simply placing the mobile device on a dedicated charging table without connecting a power cable to the mobile device such as a smartphone has become widespread. This wireless power supply system corresponds to the fact that the battery of a mobile phone called a smartphone is consumed greatly. In other words, smartphones are multifunctional mobile phones that have high compatibility with the Internet and are based on the functions of a personal computer, or multi-function mobile phones that have a PDA function added to phone / mail. Sometimes abbreviated. The wireless power supply system is based on an international standard called Qi (Qi) established by the industry group Wireless Power Consortium (WPC). According to the method, power can be supplied from the transmitting device to the receiving device. The advantage of this wireless power supply system is that it is not necessary to connect and disconnect the power connector for charging, and in particular, the work of opening and closing the connector cover of the power connector of the portable device can be omitted.

一方、下記特許文献1の図2とそれに関係する開示には、ポート機器とモバイル機器との間でNFC通信を行うとともに、ポート機器からモバイル機器の二次電池(バッテリ)を充電するための非接触電力伝達を行うことが記載されている。モバイル機器はNFC通信用誘導コイルと充電用誘導コイルを有し、NFC通信用誘導コイルはNFCチップに接続され、充電用誘導コイルは充電用電力受信部とチャージコントローラと二次電池とに接続される。ポート機器はNFC通信用誘導コイルと充電用誘導コイルを有し、NFC通信用誘導コイルはNFCチップに接続され、充電用誘導コイルは充電用電力供給部に接続される。   On the other hand, FIG. 2 of Patent Document 1 below and the related disclosure disclose that NFC communication is performed between a port device and a mobile device and that a secondary battery (battery) of the mobile device is charged from the port device. It describes performing contact power transfer. The mobile device has an NFC communication induction coil and a charging induction coil. The NFC communication induction coil is connected to the NFC chip, and the charging induction coil is connected to the charging power receiving unit, the charge controller, and the secondary battery. The The port device has an NFC communication induction coil and a charging induction coil. The NFC communication induction coil is connected to the NFC chip, and the charging induction coil is connected to the charging power supply unit.

また、下記特許文献1の図3とそれに関係する開示には、ポート機器とモバイル機器との間のNFC通信の動作タイミングとポート機器からモバイル機器の二次電池(バッテリ)を充電するための非接触電力伝達の動作タイミングとを時分割によって反復することが記載されている。時分割によってNFC通信の動作タイミングでは充電のための非接触電力伝達が非動作とされるので、非接触電力伝達からNFC通信へのノイズ等の信号品質の劣化を軽減することが可能となるものと推測される。   Further, FIG. 3 of the following Patent Document 1 and related disclosure include an operation timing of NFC communication between a port device and a mobile device, and a non-charge for charging a secondary battery (battery) of the mobile device from the port device. It is described that the operation timing of contact power transmission is repeated by time division. Since non-contact power transmission for charging is deactivated at the operation timing of NFC communication by time division, it is possible to reduce degradation of signal quality such as noise from non-contact power transmission to NFC communication It is guessed.

更に、下記特許文献1の図7とそれに関係する開示には、ポート機器とモバイル機器との間でNFC通信を行うとともにポート機器からモバイル機器の二次電池(バッテリ)の充電を行う他の非接触電力伝達方式が記載されている。モバイル機器はNFC通信用と充電用とに兼用される1個の誘導コイルを有し、この1個の誘導コイルは回路セレクタに接続され、回路セレクタはNFCチップと充電用電力受信部とに接続される。回路セレクタはNFCチップと充電用電力受信部の任意の一方を選択して、選択された一方は回路セレクタを介して1個の誘導コイルと接続される。また、ポート機器はNFC通信用と充電用とに兼用される1個の誘導コイルを有し、この1個の誘導コイルは回路セレクタに接続され、回路セレクタはNFCチップと充電用電力供給部とに接続される。回路セレクタはNFCチップと充電用電力供給部の任意の一方を選択して、選択された一方は回路セレクタを介して1個の誘導コイルと接続される。   Further, FIG. 7 of the following Patent Document 1 and related disclosure include other non-peripherals for performing NFC communication between a port device and a mobile device and charging a secondary battery (battery) of the mobile device from the port device. A contact power transmission scheme is described. The mobile device has one induction coil that is used for both NFC communication and charging, and this one induction coil is connected to the circuit selector, and the circuit selector is connected to the NFC chip and the charging power receiver. Is done. The circuit selector selects any one of the NFC chip and the charging power receiver, and the selected one is connected to one induction coil via the circuit selector. The port device has one induction coil that is used for both NFC communication and charging. The one induction coil is connected to a circuit selector, and the circuit selector includes an NFC chip, a charging power supply unit, Connected to. The circuit selector selects any one of the NFC chip and the charging power supply unit, and the selected one is connected to one induction coil via the circuit selector.

更に下記特許文献2には、2種類以上の電源と選択的に接続されることによりバッテリを充電する電子機器において、電力供給を受けている電源との接続が解除されると速やかに他の電源と接続してバッテリの充電を開始するコントローラを使用することが記載されている。すなわち、コントローラによる制御は、AC電源からAC接続部へ電流が供給されている間ではAC電源によってバッテリを充電して、AC電源からAC接続部へ電流が供給されず外部機器から外部機器接続部へ電流が供給されている間では外部機器の電源でバッテリを充電する。特にコントローラは、バッテリがAC電源によって充電されている間に、外部機器接続部が外部機器に接続された場合に、外部機器と初期通信を行って外部機器を介してバッテリを充電するために必要な充電設定を行うものである。外部機器接続部は具体的にはUSB接続部であり、IEEE1394等の他の規格のインターフェースも採用可能であるとされている。電子機器がAC電源と外部機器の両者と接続されている場合には、AC電源からの電流が外部機器からの電流よりも大きいので、コントローラはAC電源によりバッテリを充電するものである。   Furthermore, in the following Patent Document 2, in an electronic device that charges a battery by being selectively connected to two or more types of power supplies, the connection with the power supply that is receiving power supply is immediately released. And using a controller to start charging the battery. That is, in the control by the controller, while the current is supplied from the AC power source to the AC connection unit, the battery is charged by the AC power source, and the current is not supplied from the AC power source to the AC connection unit. While the current is being supplied to the battery, the battery is charged by the power supply of the external device. In particular, the controller is necessary to charge the battery via the external device by performing initial communication with the external device when the external device connection unit is connected to the external device while the battery is being charged by the AC power source. To set the correct charge. Specifically, the external device connection unit is a USB connection unit, and an interface of another standard such as IEEE1394 can be used. When the electronic device is connected to both the AC power source and the external device, the current from the AC power source is larger than the current from the external device, so the controller charges the battery with the AC power source.

また更に特許文献3には、電子機器の電源を省電力化するとともに電源回路等の制御を簡易化するために、システム機器の作動電力とバッテリの充電電力とを供給するDC−DCコンバータの制御部がシステム機器の作動電力とバッテリの充電電力との総和を略一定となるように制御することが記載されている。システム機器は、CPUやハードディスクドライブ、CD−ROMドライブ、ディスプレイユニット等を含むものである。   Further, Patent Document 3 discloses control of a DC-DC converter that supplies operating power of a system device and charging power of a battery in order to save power of an electronic device and simplify control of a power supply circuit and the like. Describes that the control unit controls the sum of the operating power of the system device and the charging power of the battery to be substantially constant. The system equipment includes a CPU, a hard disk drive, a CD-ROM drive, a display unit, and the like.

特開2009−253649号 公報JP 2009-253649 A 特開2011−155830号 公報JP 2011-155830 A 特開2000−228833号 公報JP 2000-228833 A

本発明者は本発明に先立って、スマートフォン等の携帯通信機器に搭載される二次電池(バッテリ)のためのワイヤレスすなわち非接触による充電方式の開発に従事した。   Prior to the present invention, the present inventor engaged in the development of a wireless, non-contact charging method for a secondary battery (battery) mounted on a mobile communication device such as a smartphone.

この開発において、本発明者は過去の携帯通信機器および過去の充電方式に関して、最初に検討を行った。   In this development, the present inventor first examined a past portable communication device and a past charging method.

スマートフォンの以前の携帯電話にも、NFC通信を使用するICカードを利用する自動改札システム、電子マネー等の応用機能を実現するために、NFC通信のためのアンテナ・コイルとNFCチップとが搭載されていた。従って、スマートフォンの携帯電話にも、以前の携帯電話の方式を踏襲してNFC通信のためのアンテナ・コイルとNFCチップとが搭載されている。しかし、以前のNFC通信の電力は、アンテナ・コイルとNFCチップとを動作させる程度であり、携帯電話に搭載される二次電池(バッテリ)を充電可能な余力は無いものであった。   Previous mobile phones of smartphones are equipped with an antenna coil and NFC chip for NFC communication in order to realize application functions such as an automatic ticket gate system using an IC card using NFC communication and electronic money. It was. Therefore, an antenna coil and an NFC chip for NFC communication are also mounted on a mobile phone of a smart phone, following the previous mobile phone system. However, the power of the previous NFC communication is such that the antenna coil and the NFC chip are operated, and there is no room for charging the secondary battery (battery) mounted on the mobile phone.

一方、業界団体WPCによって策定されたQi規格は、NFC通信の13.56MHzのRF周波数より相当低い100KHz〜200KHzの周波数を使用するものである。従って、Qi規格によるワイヤレス給電システムに準拠する二次電池(バッテリ)の充電方式をスマートフォン等の携帯電話に搭載するためには、Qi規格の低い周波数を受信するアンテナを以前のNFC通信のためのアンテナ・コイルと別個に携帯電話に搭載しなければならない。その結果、スマートフォン等の携帯電話には2種類のアンテナを搭載しなければならず、搭載スペースの確保が困難となると言う問題が本発明に先立った本発明者による検討によって明らかとされた。この問題を解決するために、本発明に先立った本発明者による開発では、上記特許文献1の図7とそれに関係する開示に記載されたように、NFC通信用と充電用とに兼用される1個の誘導コイルをモバイル機器で使用する方式を採用するものとした。   On the other hand, the Qi standard established by the industry group WPC uses a frequency of 100 KHz to 200 KHz which is considerably lower than the RF frequency of 13.56 MHz of NFC communication. Therefore, in order to install a charging method for a secondary battery (battery) compliant with a wireless power supply system based on the Qi standard on a mobile phone such as a smartphone, an antenna that receives a low frequency of the Qi standard is used for the previous NFC communication. It must be mounted on the mobile phone separately from the antenna coil. As a result, a problem that the mobile phone such as a smartphone has to be equipped with two types of antennas and it is difficult to secure a mounting space has been clarified by an examination by the present inventor prior to the present invention. In order to solve this problem, in the development by the inventor prior to the present invention, as described in FIG. 7 of Patent Document 1 and the related disclosure, the NFC communication and the charging are combined. A method of using one induction coil in a mobile device was adopted.

更に、本発明に先立った本発明者による開発では、スマートフォン等の携帯電子機器の二次電池(バッテリ)の充電は、AC電源からのAC電源電圧の整流・平滑で生成されるAC−DC電源電圧とUSB接続からのUSB電源電圧と上述したワイヤレス給電システムのワイヤレス給電による電源電圧等の複数の電源電圧により可能なことが要求された。また更に、複数の電源電圧の種々の電源電圧レベルから略一定のDC電圧を生成する必要があり、略一定のDC電圧はスマートフォン等の携帯電子機器の内部電子回路への動作電圧の生成や二次電池(バッテリ)の充電の生成に使用される。従って、略一定のDC電圧の生成のために、高効率のDC−DCコンバータが採用されることが、本発明に先立った本発明者による開発で決定された。しかし、ワイヤレス給電システムのワイヤレス給電による送信側システムから受信側システムへの供給電力が受信システム側で消費する電力よりも小さい場合、例えば、予め受信システム側で設定されている二次電池(バッテリ)の充電電流がワイヤレス給電による供給電力よりも大きい場合、受信システム側は設定された充電電流量でバッテリの充電動作を行おうとする。しかし、ワイヤレス給電の供給電力が不十分であるために、DC−DCコンバータの電源電圧が低下して、DC−DCコンバータが停止する。従って、DC−DCコンバータが停止すると、バッテリの充電を行うことが不可能となるという問題が、本発明に先立った本発明者による検討によって明らかとされた。   Furthermore, in the development by the inventor prior to the present invention, the charging of the secondary battery (battery) of a portable electronic device such as a smartphone is an AC-DC power supply generated by rectifying and smoothing the AC power supply voltage from the AC power supply. It has been required to be possible by a plurality of power supply voltages such as a voltage, a USB power supply voltage from a USB connection, and a power supply voltage by wireless power feeding of the above-described wireless power feeding system. Furthermore, it is necessary to generate a substantially constant DC voltage from various power supply voltage levels of a plurality of power supply voltages. The substantially constant DC voltage is used to generate an operating voltage for an internal electronic circuit of a portable electronic device such as a smartphone. Used to generate secondary battery (battery) charge. Therefore, it was decided in the development by the present inventor prior to the present invention that a high-efficiency DC-DC converter is employed to generate a substantially constant DC voltage. However, when the power supplied from the transmitting system to the receiving system by wireless power feeding of the wireless power feeding system is smaller than the power consumed on the receiving system side, for example, a secondary battery (battery) set in advance on the receiving system side When the charging current is larger than the power supplied by the wireless power feeding, the receiving system side tries to perform the battery charging operation with the set charging current amount. However, since the power supplied by the wireless power feeding is insufficient, the power supply voltage of the DC-DC converter is lowered and the DC-DC converter is stopped. Therefore, the problem that it becomes impossible to charge the battery when the DC-DC converter is stopped has been clarified by the examination by the inventor prior to the present invention.

このような課題を解決するための手段等を以下に説明するが、その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   Means for solving such problems will be described below, but other problems and novel features will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

本願において開示される代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。   The outline of the typical embodiment disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち代表的な実施の形態による半導体集積回路(212)は、入力端子(T1)と、DC−DCコンバータ(2121)と、出力端子(T3、T4)と、電源スイッチトランジスタ(Path_SW)と、電流制限回路(21241)と、入力電圧検出回路(21242)とを具備する。   That is, the semiconductor integrated circuit (212) according to the representative embodiment includes an input terminal (T1), a DC-DC converter (2121), an output terminal (T3, T4), a power switch transistor (Path_SW), a current A limiting circuit (21241) and an input voltage detection circuit (21242) are provided.

入力端子(T1)には、RF受信信号の整流・平滑によって生成されるDC入力電圧(VIN)が供給可能とされる。 A DC input voltage (V IN ) generated by rectification and smoothing of the RF reception signal can be supplied to the input terminal (T1).

DC−DCコンバータ(2121)は、入力端子(T1)に供給されるDC入力電圧(VIN)から、所望の電圧レベルを有するDC出力電圧(VDDOUT2)をコンバータ出力端子(T6)から生成する。 The DC-DC converter (2121) generates a DC output voltage (V DDOUT2 ) having a desired voltage level from the converter output terminal (T6) from the DC input voltage (V IN ) supplied to the input terminal (T1). .

出力端子(T3、T4)は、DC出力電圧(VDDOUT2)を使用して外部のバッテリ(26)の充電もしくは外部の受電側システム(3)の給電が可能とされる。 The output terminals (T3, T4) can use the DC output voltage (V DDOUT2 ) to charge the external battery (26) or to supply power to the external power receiving system (3).

電源スイッチトランジスタ(Path_SW)は、出力端子(T3、T4)とDC−DCコンバータ(2121)のコンバータ出力端子(T6)との間の電気的導通を可能とする。   The power switch transistor (Path_SW) enables electrical continuity between the output terminals (T3, T4) and the converter output terminal (T6) of the DC-DC converter (2121).

電流制限回路(21241)は、コンバータ出力端子(T6)から出力端子(T3、T4)に流れる電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の負荷電流の電流制限を実行する。   The current limiting circuit (21241) performs current limitation of the load current of the power switch transistor (Path_SW) flowing from the converter output terminal (T6) to the output terminals (T3, T4).

入力電圧検出回路(21242)は、入力端子(T1)に供給されるDC入力電圧(VIN)のレベル検出によって入力電圧検出信号(VIN_DIV)を生成して、当該入力電圧検出信号(VIN_DIV)を電流制限回路(21241)に供給する。 Input voltage detecting circuit (21242) generates an input voltage detection signal (V - DIV) by the level detection of the DC input voltage supplied to the input terminal (T1) (V IN), the input voltage detection signal (V - DIV ) Is supplied to the current limiting circuit (21241).

電流制限回路(21241)は入力電圧検出信号(VIN_DIV)に応答して、電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の電流制限による最大電流(I_limit)の値を制御する。 The current limit circuit (21241) controls the value of the maximum current (I_limit) due to the current limit of the power switch transistor (Path_SW) in response to the input voltage detection signal (V IN_DIV ).

入力端子(T1)に供給されるDC入力電圧(VIN)が低レベルである場合には、電流制限回路(21241)は電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の電流制限による最大電流(I_limit)を小さな電流に制御することを特徴とするものである(図5参照)。 When the DC input voltage (V IN ) supplied to the input terminal (T1) is at a low level, the current limit circuit (21241) reduces the maximum current (I_limit) due to the current limit of the power switch transistor (Path_SW) to a small current. (See FIG. 5).

本願において開示される実施の形態のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。   The following is a brief description of an effect obtained by the typical embodiment of the embodiments disclosed in the present application.

すなわち、本半導体集積回路(212)によれば、給電電力が小さく負荷電流が大きい場合においてDC−DCコンバータが停止する可能性を軽減することができる。   That is, according to this semiconductor integrated circuit (212), the possibility that the DC-DC converter stops when the power supply power is small and the load current is large can be reduced.

図1は、実施の形態1によるバッテリ充電制御動作を実行する半導体集積回路212が搭載された多機能携帯電話のためのワイヤレス電力伝送システムの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wireless power transmission system for a multi-function mobile phone on which a semiconductor integrated circuit 212 that executes a battery charging control operation according to the first embodiment is mounted. 図2は、図1に示した実施の形態1によるバッテリ充電制御のための半導体集積回路212の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of semiconductor integrated circuit 212 for battery charge control according to the first embodiment shown in FIG. 図3は、図2に示した実施の形態1によるバッテリ充電制御のための半導体集積回路212の外部端子の機能を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing functions of external terminals of semiconductor integrated circuit 212 for battery charge control according to the first embodiment shown in FIG. 図4は、図2に示した実施の形態1によるバッテリ充電制御のための半導体集積回路212の受電側システム3への給電と2次電池26の充電のための基本的な構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a basic configuration for feeding power to the power receiving side system 3 of the semiconductor integrated circuit 212 and charging the secondary battery 26 for battery charging control according to the first embodiment shown in FIG. is there. 図5は、図4に示した実施の形態1によるバッテリ充電制御のための半導体集積回路212の受電側システム3への給電と2次電池26の充電のための詳細な構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a detailed configuration for feeding power to the power receiving side system 3 of the semiconductor integrated circuit 212 and charging the secondary battery 26 for battery charging control according to the first embodiment shown in FIG. . 図6は、図4と図5とに示した実施の形態1による電流制限回路21241の電流制限動作の特性を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of the current limiting operation of the current limiting circuit 21241 according to the first embodiment shown in FIG. 4 and FIG. 図7は、図4と図5に示した実施の形態1による電流制限回路21241の電流制限動作の特性によって実現されるスイッチSW2の合計電流I_limitの特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the characteristic of the total current I_limit of the switch SW2 realized by the characteristic of the current limiting operation of the current limiting circuit 21241 according to the first embodiment shown in FIGS. 図8は、供給端子T1のDC電源電圧VINのレベルに応答した電流制限動作を実行する電流制限回路21241をバッテリ充電制御の半導体集積回路212が具備しない場合における半導体集積回路212の動作を示す図である。FIG. 8 shows the operation of the semiconductor integrated circuit 212 in the case where the battery charge control semiconductor integrated circuit 212 does not include the current limiting circuit 21241 that executes the current limiting operation in response to the level of the DC power supply voltage VIN at the supply terminal T1. FIG. 図9は、図4と図5とに示した実施の形態1による供給端子T1のDC電源電圧VINのレベルに応答した電流制限動作を実行する電流制限回路21241をバッテリ充電制御の半導体集積回路212が具備する場合における半導体集積回路212の動作を示す図である。FIG. 9 shows a battery integrated circuit for controlling the current limiting circuit 21241 that performs a current limiting operation in response to the level of the DC power supply voltage VIN at the supply terminal T1 according to the first embodiment shown in FIGS. FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of the semiconductor integrated circuit 212 when the reference numeral 212 is provided. 図10は、ワイヤレス給電によって中間レベルまたは高レベルのDC電源電圧VINが供給端子T1に供給される状態でスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1の電流制限電流を抵抗RICHGによって調整される最大バッテリ電流よりも高く設定した場合の半導体集積回路212の動作を示す図である。FIG. 10 shows a maximum battery in which the current limiting current of the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2 is adjusted by the resistor R ICHG in a state where the intermediate level or high level DC power supply voltage VIN is supplied to the supply terminal T1 by wireless power feeding. It is a figure which shows operation | movement of the semiconductor integrated circuit 212 at the time of setting higher than an electric current. 図11は、ワイヤレス給電によって中間レベルまたは高レベルのDC電源電圧VINが供給端子T1に供給される状態で抵抗RICHGによって調整される最大バッテリ電流をスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1の電流制限電流よりも高く設定した場合の半導体集積回路212の動作を示す図である。FIG. 11 shows the current limit of the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2 with the maximum battery current adjusted by the resistor R ICHG in a state where the intermediate or high level DC power supply voltage VIN is supplied to the supply terminal T1 by wireless power feeding. It is a figure which shows operation | movement of the semiconductor integrated circuit 212 at the time of setting higher than an electric current.

1.実施の形態の概要
まず、本願において開示される代表的な実施の形態についてその概要を説明する。代表的な実施の形態の概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号は、それが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. First, an outline of a typical embodiment disclosed in the present application will be described. The reference numerals of the drawings referred to in parentheses in the outline description of the representative embodiment merely exemplify what is included in the concept of the component to which the reference numeral is attached.

〔1〕代表的な実施の形態による半導体集積回路(212)は、入力端子(T1)と、DC−DCコンバータ(2121)と、出力端子(T3、T4)と、電源スイッチトランジスタ(Path_SW)と、電流制限回路(21241)と、入力電圧検出回路(21242)とを具備する。   [1] A semiconductor integrated circuit (212) according to a typical embodiment includes an input terminal (T1), a DC-DC converter (2121), output terminals (T3, T4), a power switch transistor (Path_SW), A current limiting circuit (21241) and an input voltage detecting circuit (21242).

前記入力端子(T1)には、RF受信信号の整流・平滑によって生成されるDC入力電圧(VIN)が供給可能とされる。 A DC input voltage (V IN ) generated by rectification and smoothing of the RF reception signal can be supplied to the input terminal (T1).

前記DC−DCコンバータ(2121)は、前記入力端子(T1)に供給される前記DC入力電圧(VIN)から、所望の電圧レベルを有するDC出力電圧(VDDOUT2)をコンバータ出力端子(T6)から生成可能とされる。 The DC-DC converter (2121) converts a DC output voltage (V DDOUT2 ) having a desired voltage level from the DC input voltage (V IN ) supplied to the input terminal (T1) to a converter output terminal (T6). It can be generated from.

前記出力端子(T3、T4)は、前記DC出力電圧(VDDOUT2)を使用して外部のバッテリ(26)の充電もしくは外部の受電側システム(3)の給電が可能とされる。 The output terminals (T3, T4) can charge the external battery (26) or supply power to the external power receiving system (3) using the DC output voltage (V DDOUT2 ).

前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)は、前記出力端子(T3、T4)と前記DC−DCコンバータ(2121)の前記コンバータ出力端子(T6)との間の電気的導通を可能とする。   The power switch transistor (Path_SW) enables electrical continuity between the output terminals (T3, T4) and the converter output terminal (T6) of the DC-DC converter (2121).

前記電流制限回路(21241)は、前記コンバータ出力端子(T6)から前記出力端子(T3、T4)に流れる前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の負荷電流の電流制限を実行する。   The current limiting circuit (21241) performs current limitation on the load current of the power switch transistor (Path_SW) flowing from the converter output terminal (T6) to the output terminals (T3, T4).

前記入力電圧検出回路(21242)は、前記入力端子(T1)に供給される前記DC入力電圧(VIN)のレベル検出によって入力電圧検出信号(VIN_DIV)を生成して、当該入力電圧検出信号(VIN_DIV)を前記電流制限回路(21241)に供給する。 The input voltage detection circuit (21242) generates an input voltage detection signal (V IN_DIV ) by detecting the level of the DC input voltage (V IN ) supplied to the input terminal (T1), and the input voltage detection signal (V IN_DIV ) is supplied to the current limiting circuit (21241).

前記電流制限回路(21241)は前記入力電圧検出回路(21242)から供給される前記入力電圧検出信号(VIN_DIV)に応答して、前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の前記電流制限による最大電流(I_limit)の値を制御する。 The current limit circuit (21241) is responsive to the input voltage detection signal (V IN_DIV ) supplied from the input voltage detection circuit (21242) to provide a maximum current (I_limit) due to the current limitation of the power switch transistor (Path_SW). ) To control the value.

前記入力端子(T1)に供給される前記DC入力電圧(VIN)が高レベルである場合には、前記電流制限回路(21241)は前記入力電圧検出信号(VIN_DIV)に応答して前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の前記電流制限による最大電流(I_limit)の前記値を大きい電流に制御する。 When the DC input voltage (V IN ) supplied to the input terminal (T1) is at a high level, the current limiting circuit (21241) responds to the input voltage detection signal (V IN_DIV ) in response to the power supply. The value of the maximum current (I_limit) due to the current limitation of the switch transistor (Path_SW) is controlled to a large current.

前記入力端子(T1)に供給される前記DC入力電圧(VIN)が前記高レベルよりも低い低レベルである場合には、前記電流制限回路(21241)は前記入力電圧検出信号(VIN_DIV)に応答して前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の前記電流制限による最大電流(I_limit)の前記値を前記大きい電流よりも小さい電流に制御することを特徴とする(図5参照)。 When the DC input voltage (V IN ) supplied to the input terminal (T1) is at a low level lower than the high level, the current limiting circuit (21241) is configured to detect the input voltage detection signal (V IN_DIV ). In response, the value of the maximum current (I_limit) due to the current limitation of the power switch transistor (Path_SW) is controlled to be smaller than the large current (see FIG. 5).

前記実施の形態によれば、給電電力が小さく負荷電流が大きい場合においてDC−DCコンバータが停止する可能性を軽減することができる。   According to the embodiment, it is possible to reduce the possibility that the DC-DC converter stops when the supplied power is small and the load current is large.

好適な実施の形態では、前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)は、ソースとドレインが前記コンバータ出力端子(T6)と前記出力端子(T3、T4)にそれぞれ接続されたPチャネルMOSトランジスタ(MP1)であることを特徴とするものである(図5参照)。   In a preferred embodiment, the power switch transistor (Path_SW) is a P-channel MOS transistor (MP1) whose source and drain are connected to the converter output terminal (T6) and the output terminal (T3, T4), respectively. (See FIG. 5).

他の好適な実施の形態は、前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の前記PチャネルMOSトランジスタ(MP1)のゲートが前記電流制限回路(21241)によって制御されることを特徴とする(図5参照)。   Another preferred embodiment is characterized in that the gate of the P-channel MOS transistor (MP1) of the power switch transistor (Path_SW) is controlled by the current limiting circuit (21241) (see FIG. 5).

更に他の好適な実施の形態では、前記電流制限回路(21241)は、制御PチャネルMOSトランジスタ(MP2)と検出抵抗(R_limit)と差動増幅器(212411)とを含む。   In still another preferred embodiment, the current limiting circuit (21241) includes a control P-channel MOS transistor (MP2), a detection resistor (R_limit), and a differential amplifier (212411).

前記制御PチャネルMOSトランジスタ(MP2)のソースとドレインとは、前記コンバータ出力端子(T6)と前記検出抵抗(R_limit)の一端にそれぞれ接続され、前記検出抵抗(R_limit)の他端は接地電位に接続される。   The source and drain of the control P-channel MOS transistor (MP2) are connected to the converter output terminal (T6) and one end of the detection resistor (R_limit), respectively, and the other end of the detection resistor (R_limit) is connected to the ground potential. Connected.

前記差動増幅器(212411)の第1反転入力端子(−)と第2反転入力端子(−)と非反転入力端子(+)には、基準電圧(VREF_U)と前記入力電圧検出信号(VIN_DIV)と前記検出抵抗(R_limit)の前記一端の検出電圧(V_limit)とがそれぞれ供給される。 The first inverting input terminal (−), the second inverting input terminal (−), and the non-inverting input terminal (+) of the differential amplifier (212411) have a reference voltage (V REF — U ) and the input voltage detection signal (V IN_DIV ) and the detection voltage (V_limit) at the one end of the detection resistor (R_limit) are supplied.

前記PチャネルMOSトランジスタ(MP1)の前記ゲートと前記制御PチャネルMOSトランジスタ(MP2)のゲートとは、前記差動増幅器(212411)の出力信号により制御される。   The gate of the P-channel MOS transistor (MP1) and the gate of the control P-channel MOS transistor (MP2) are controlled by the output signal of the differential amplifier (212411).

前記差動増幅器は前記第1反転入力端子の前記基準電圧と前記第2反転入力端子の前記入力電圧検出信号のうちの低レベルの電圧レベルを選択して、当該選択された低レベルの電圧レベルに非反転入力端子の前記検出電圧が一致するように前記差動増幅器の前記出力信号が前記制御PチャネルMOSトランジスタ(MP2)のドレイン電流を制御することを特徴とする(図5参照)。   The differential amplifier selects a low voltage level among the reference voltage of the first inverting input terminal and the input voltage detection signal of the second inverting input terminal, and the selected low voltage level The output signal of the differential amplifier controls the drain current of the control P-channel MOS transistor (MP2) so that the detected voltage at the non-inverting input terminal matches (see FIG. 5).

より好適な実施の形態では、前記第1反転入力端子(−)の前記基準電圧(VREF_U)が前記第2反転入力端子(−)の前記入力電圧検出信号(VIN_DIV)より低レベルである場合には、前記基準電圧(VREF_U)に前記検出電圧(V_limit)が一致するように前記制御PチャネルMOSトランジスタ(MP2)のドレイン電流が制御される。 In a more preferred embodiment, the reference voltage (V REF_U ) of the first inverting input terminal (−) is lower than the input voltage detection signal (V IN_DIV ) of the second inverting input terminal (−). In this case, the drain current of the control P-channel MOS transistor (MP2) is controlled so that the detection voltage (V_limit) matches the reference voltage (V REF_U ).

前記第2反転入力端子(−)の前記入力電圧検出信号(VIN_DIV)が前記第1反転入力端子(−)の前記基準電圧(VREF_U)より低レベルである場合には、前記入力電圧検出信号(VIN_DIV)に前記検出電圧(V_limit)が一致するように前記制御PチャネルMOSトランジスタ(MP2)のドレイン電流が制御されることを特徴とする(図5参照)。 When the input voltage detection signal (V IN_DIV ) of the second inverting input terminal (−) is lower than the reference voltage (V REF_U ) of the first inverting input terminal (−), the input voltage detection signal The drain current of the control P-channel MOS transistor (MP2) is controlled so that the detection voltage (V_limit) matches the signal (V IN_DIV ) (see FIG. 5).

他のより好適な実施の形態では、前記電流制限回路(21241)は、第1オフセット電圧(Voffset)と第2オフセット電圧(Voffset)とを生成するオフセット電圧回路(212412)を更に含む。   In another more preferred embodiment, the current limiting circuit (21241) further includes an offset voltage circuit (212412) that generates a first offset voltage (Voffset) and a second offset voltage (Voffset).

前記第1オフセット電圧(Voffset)と前記検出電圧(V_limit)の第1合計電圧が前記差動増幅器(212411)の前記非反転入力端子(+)に供給され、前記第2オフセット電圧(Voffset)と前記基準電圧(VREF_U)の第2合計電圧が前記差動増幅器(212411)の前記第1反転入力端子(−)に供給されることを特徴とするものである(図5参照)。 A first total voltage of the first offset voltage (Voffset) and the detection voltage (V_limit) is supplied to the non-inverting input terminal (+) of the differential amplifier (212411), and the second offset voltage (Voffset) The second total voltage of the reference voltage (V REF — U ) is supplied to the first inverting input terminal (−) of the differential amplifier (212411) (see FIG. 5).

更に他のより好適な実施の形態では、前記電流制限回路(21241)は、電圧比較増幅器(AMP)と比較制御トランジスタ(MN4)とを有する電圧制御回路(212413)を更に含む。   In still another more preferred embodiment, the current limiting circuit (21241) further includes a voltage control circuit (212413) having a voltage comparison amplifier (AMP) and a comparison control transistor (MN4).

前記電圧比較増幅器(AMP)の第1入力端子と第2入力端子とは、前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の前記PチャネルMOSトランジスタ(MP1)の前記ドレインと前記制御PチャネルMOSトランジスタ(MP2)の前記ドレインとにそれぞれ接続される。   The first input terminal and the second input terminal of the voltage comparison amplifier (AMP) are connected to the drain of the P channel MOS transistor (MP1) of the power switch transistor (Path_SW) and the control P channel MOS transistor (MP2). Each is connected to the drain.

前記電圧比較増幅器(AMP)の出力端子は前記比較制御トランジスタ(MN4)の制御入力端子に接続され、前記比較制御トランジスタ(MN4)の出力電流経路は前記制御PチャネルMOSトランジスタ(MP2)の前記ドレインと前記検出抵抗(R_limit)の前記一端との間に接続されたことを特徴とする(図5参照)。   The output terminal of the voltage comparison amplifier (AMP) is connected to the control input terminal of the comparison control transistor (MN4), and the output current path of the comparison control transistor (MN4) is the drain of the control P channel MOS transistor (MP2). And the one end of the detection resistor (R_limit) (see FIG. 5).

別のより好適な実施の形態では、前記入力電圧検出回路(21242)は、第1分圧抵抗(R1)と、第2分圧抵抗(R2)とを含む。   In another more preferred embodiment, the input voltage detection circuit (21242) includes a first voltage dividing resistor (R1) and a second voltage dividing resistor (R2).

前記第1分圧抵抗(R1)の一端には前記入力端子(T1)に供給される前記DC入力電圧(VIN)が供給され、前記第1分圧抵抗(R1)の他端は前記第2分圧抵抗(R2)の一端に接続され、前記第2分圧抵抗(R2)の他端は接地電位に接続される。 One end of the first voltage dividing resistor (R1) is supplied with the DC input voltage (V IN ) supplied to the input terminal (T1), and the other end of the first voltage dividing resistor (R1) is the first voltage dividing resistor (R1). The other end of the second voltage dividing resistor (R2) is connected to the ground potential.

前記入力電圧検出回路(21242)の前記第1分圧抵抗(R1)の前記他端と前記第2分圧抵抗(R2)の前記一端との接続ノードから、前記入力電圧検出信号(VIN_DIV)が生成されることを特徴とする(図5参照)。 From the connection node between the other end of the first voltage dividing resistor (R1) and the one end of the second voltage dividing resistor (R2) of the input voltage detecting circuit (21242), the input voltage detection signal (V IN_DIV ). Is generated (see FIG. 5).

更に別のより好適な実施の形態による半導体集積回路(212)は、抵抗素子(RLPF)と容量素子(CLPF)とを含むローパスフィルタ(21243)を更に具備する。 The semiconductor integrated circuit (212) according to still another more preferred embodiment further includes a low-pass filter (21243) including a resistance element (R LPF ) and a capacitance element (C LPF ).

前記入力電圧検出回路(21242)から生成される前記入力電圧検出信号が前記ローパスフィルタ(21243)の入力端子に供給され、前記ローパスフィルタ(21243)の出力端子に伝達される前記入力電圧検出信号が前記電流制限回路(21241)の前記第2反転入力端子(−)供給されることを特徴とする(図5参照)。   The input voltage detection signal generated from the input voltage detection circuit (21242) is supplied to the input terminal of the low-pass filter (21243), and the input voltage detection signal transmitted to the output terminal of the low-pass filter (21243) is The second inverting input terminal (−) of the current limiting circuit (21241) is supplied (see FIG. 5).

具体的な実施の形態では、前記入力端子(T1)には、NFC通信によるRF信号とワイヤレス給電によるRF信号とが時分割で供給可能とされることを特徴とするものである(図1、図2参照)。   In a specific embodiment, an RF signal by NFC communication and an RF signal by wireless power feeding can be supplied to the input terminal (T1) in a time division manner (FIG. 1, (See FIG. 2).

他の具体的な実施の形態では、前記半導体集積回路(212)は、前記入力端子(T1)と前記出力端子(T3、T4)との間に接続された前記DC−DCコンバータ(2121)と並列に接続されたリニア・レギュレータ(2122)を更に具備する。   In another specific embodiment, the semiconductor integrated circuit (212) includes the DC-DC converter (2121) connected between the input terminal (T1) and the output terminal (T3, T4). It further includes a linear regulator (2122) connected in parallel.

前記リニア・レギュレータ(2122)は、前記入力端子(T1)の前記DC入力電圧(VIN)の供給に応答して即座動作するものである。 The linear regulator (2122) operates immediately in response to the supply of the DC input voltage (V IN ) at the input terminal (T1).

前記DC−DCコンバータ(2121)は、前記リニア・レギュレータ(2122)よりも高い電力効率を有するスイッチングレギュレータとして動作することを特徴とするものである(図2参照)。   The DC-DC converter (2121) operates as a switching regulator having higher power efficiency than the linear regulator (2122) (see FIG. 2).

より具体的な実施の形態では、前記入力端子(T1)に第1ショットキーダイオード(D1)を介して前記DC入力電圧(VIN)と第2ショットキーダイオード(D2)を介してAC電源接続インターフェース(24)のAC−DC変換電圧とが供給可能なように、前記入力端子(T1)が構成されたことを特徴とする(図2参照)。 In a more specific embodiment, the input terminal (T1) is connected to an AC power source via the first Schottky diode (D1) and the DC input voltage (V IN ) and the second Schottky diode (D2). The input terminal (T1) is configured to supply the AC-DC conversion voltage of the interface (24) (see FIG. 2).

最も具体的な実施の形態では、前記半導体集積回路(212)は、他の入力端子(T2)とスイッチ(SW3)とを更に具備する。   In the most specific embodiment, the semiconductor integrated circuit (212) further includes another input terminal (T2) and a switch (SW3).

前記他の入力端子(T2)にUSB接続インターフェース(23)のUSB電源電圧が供給可能なように、前記他の入力端子(T2)が構成される。   The other input terminal (T2) is configured so that the USB power supply voltage of the USB connection interface (23) can be supplied to the other input terminal (T2).

前記スイッチ(SW3)の一端と他端とは、前記他の入力端子(T2)と前記出力端子(T3、T4)とにそれぞれ接続されたことを特徴とするものである(図2参照)。   One end and the other end of the switch (SW3) are connected to the other input terminal (T2) and the output terminal (T3, T4), respectively (see FIG. 2).

〔2〕別の観点の代表的な実施の形態は、入力端子(T1)と、DC−DCコンバータ(2121)と、出力端子(T3、T4)と、電源スイッチトランジスタ(Path_SW)と、電流制限回路(21241)と、入力電圧検出回路(21242)とを具備する半導体集積回路(212)の動作方法である。   [2] A typical embodiment of another viewpoint is that an input terminal (T1), a DC-DC converter (2121), an output terminal (T3, T4), a power switch transistor (Path_SW), a current limiter This is an operation method of the semiconductor integrated circuit (212) including the circuit (21241) and the input voltage detection circuit (21242).

前記入力端子(T1)には、RF受信信号の整流・平滑によって生成されるDC入力電圧(VIN)が供給可能とされる。 A DC input voltage (V IN ) generated by rectification and smoothing of the RF reception signal can be supplied to the input terminal (T1).

前記DC−DCコンバータ(2121)は、前記入力端子(T1)に供給される前記DC入力電圧(VIN)から、所望の電圧レベルを有するDC出力電圧(VDDOUT2)をコンバータ出力端子(T6)から生成可能とされる。 The DC-DC converter (2121) converts a DC output voltage (V DDOUT2 ) having a desired voltage level from the DC input voltage (V IN ) supplied to the input terminal (T1) to a converter output terminal (T6). It can be generated from.

前記出力端子(T3、T4)は、前記DC出力電圧(VDDOUT2)を使用して外部のバッテリ(26)の充電もしくは外部の受電側システム(3)の給電が可能とされる。 The output terminals (T3, T4) can charge the external battery (26) or supply power to the external power receiving system (3) using the DC output voltage (V DDOUT2 ).

前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)は、前記出力端子(T3、T4)と前記DC−DCコンバータ(2121)の前記コンバータ出力端子(T6)との間の電気的導通を可能とする。   The power switch transistor (Path_SW) enables electrical continuity between the output terminals (T3, T4) and the converter output terminal (T6) of the DC-DC converter (2121).

前記電流制限回路(21241)は、前記コンバータ出力端子(T6)から前記出力端子(T3、T4)に流れる前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の負荷電流の電流制限を実行する。   The current limiting circuit (21241) performs current limitation on the load current of the power switch transistor (Path_SW) flowing from the converter output terminal (T6) to the output terminals (T3, T4).

前記入力電圧検出回路(21242)は、前記入力端子(T1)に供給される前記DC入力電圧(VIN)のレベル検出によって入力電圧検出信号(VIN_DIV)を生成して、当該入力電圧検出信号(VIN_DIV)を前記電流制限回路(21241)に供給する。 The input voltage detection circuit (21242) generates an input voltage detection signal (V IN_DIV ) by detecting the level of the DC input voltage (V IN ) supplied to the input terminal (T1), and the input voltage detection signal (V IN_DIV ) is supplied to the current limiting circuit (21241).

前記電流制限回路(21241)は前記入力電圧検出回路(21242)から供給される前記入力電圧検出信号(VIN_DIV)に応答して、前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の前記電流制限による最大電流(I_limit)の値を制御する。 The current limit circuit (21241) is responsive to the input voltage detection signal (V IN_DIV ) supplied from the input voltage detection circuit (21242) to provide a maximum current (I_limit) due to the current limitation of the power switch transistor (Path_SW). ) To control the value.

前記入力端子(T1)に供給される前記DC入力電圧(VIN)が高レベルである場合には、前記電流制限回路(21241)は前記入力電圧検出信号(VIN_DIV)に応答して前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の前記電流制限による最大電流(I_limit)の前記値を大きい電流に制御する。 When the DC input voltage (V IN ) supplied to the input terminal (T1) is at a high level, the current limiting circuit (21241) responds to the input voltage detection signal (V IN_DIV ) in response to the power supply. The value of the maximum current (I_limit) due to the current limitation of the switch transistor (Path_SW) is controlled to a large current.

前記入力端子(T1)に供給される前記DC入力電圧(VIN)が前記高レベルよりも低い低レベルである場合には、前記電流制限回路(21241)は前記入力電圧検出信号(VIN_DIV)に応答して前記電源スイッチトランジスタ(Path_SW)の前記電流制限による最大電流(I_limit)の前記値を前記大きい電流よりも小さい電流に制御することを特徴とする(図5参照)。 When the DC input voltage (V IN ) supplied to the input terminal (T1) is at a low level lower than the high level, the current limiting circuit (21241) is configured to detect the input voltage detection signal (V IN_DIV ). In response, the value of the maximum current (I_limit) due to the current limitation of the power switch transistor (Path_SW) is controlled to be smaller than the large current (see FIG. 5).

前記実施の形態によれば、給電電力が小さく負荷電流が大きい場合においてDC−DCコンバータが停止する可能性を軽減することができる。   According to the embodiment, it is possible to reduce the possibility that the DC-DC converter stops when the supplied power is small and the load current is large.

2.実施の形態の詳細
次に、実施の形態について更に詳述する。尚、発明を実施するための最良の形態を説明するための全図において、前記の図と同一の機能を有する部品には同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。
2. Details of Embodiment Next, the embodiment will be described in more detail. In all the drawings for explaining the best mode for carrying out the invention, components having the same functions as those in the above-mentioned drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.

[実施の形態1]
《多機能携帯電話のためのワイヤレス電力伝送システムの構成》
図1は、実施の形態1によるバッテリ充電制御動作を実行する半導体集積回路212が搭載された多機能携帯電話のためのワイヤレス電力伝送システムの構成を示す図である。
[Embodiment 1]
<Configuration of wireless power transmission system for multi-function mobile phone>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wireless power transmission system for a multi-function mobile phone on which a semiconductor integrated circuit 212 that executes a battery charging control operation according to the first embodiment is mounted.

図1に示した多機能携帯電話のためのワイヤレス電力伝送システムは、送電回路1と受電回路2と受電側システム3とによって構成されている。特に図1に示した多機能携帯電話のためのワイヤレス電力伝送システムでは、送電側アンテナコイル13からのRF信号が受信側アンテナコイル25によって受信されることにより2次電池26の充電と受電側システム3への電源供給とが実行される。   The wireless power transmission system for the multi-function mobile phone shown in FIG. 1 includes a power transmission circuit 1, a power reception circuit 2, and a power reception side system 3. In particular, in the wireless power transmission system for the multi-function mobile phone shown in FIG. 1, the RF signal from the power transmission side antenna coil 13 is received by the reception side antenna coil 25 to charge the secondary battery 26 and the power reception side system. 3 is executed.

《送信側の送電回路》
図1に示したように、ワイヤレス電力伝送システムの送信側の送電回路1にはACアダプタ10を介してAC電源が供給される。送電回路1は、マイクロコントローラユニット(MCU)11と送電制御回路12とによって構成され、マイクロコントローラユニット(MCU)11は認証処理機能111と暗号処理機能112とを有し、送電制御回路12は整流回路121とRFドライバ122を含み、RFドライバ122は送電側アンテナコイル13と接続される。
<< Transmission circuit on the transmission side >>
As shown in FIG. 1, AC power is supplied to the power transmission circuit 1 on the transmission side of the wireless power transmission system via the AC adapter 10. The power transmission circuit 1 includes a microcontroller unit (MCU) 11 and a power transmission control circuit 12, and the microcontroller unit (MCU) 11 has an authentication processing function 111 and an encryption processing function 112. The power transmission control circuit 12 is rectified. A circuit 121 and an RF driver 122 are included, and the RF driver 122 is connected to the power transmission side antenna coil 13.

ACアダプタ10を介して供給されるAC電源が整流回路121によって整流・平滑されることによって生成されるDC電源電圧が、送電回路1のマイクロコントローラユニット(MCU)11とRFドライバ122等とに供給される。送電回路1のマイクロコントローラユニット(MCU)11の認証処理機能111と暗号処理機能112とは、受電回路2である多機能携帯電話のユーザーが正当な使用権利を有するユーザーか否か等を判断するための相互認証処理と通信データの改竄を防止するための暗号処理とをそれぞれ実行するものである。すなわち、送電回路1のマイクロコントローラユニット(MCU)11は、受電回路2に含まれるマイクロコントローラユニット(MCU)22の認証処理機能221と暗号処理機能222との間の通信プロトコルに関する暗号鍵の生成と保持と更新と削除等に関係する鍵管理動作を実行するものである。   A DC power supply voltage generated by rectifying and smoothing the AC power supplied via the AC adapter 10 by the rectifier circuit 121 is supplied to the microcontroller unit (MCU) 11 and the RF driver 122 of the power transmission circuit 1. Is done. The authentication processing function 111 and the encryption processing function 112 of the microcontroller unit (MCU) 11 of the power transmission circuit 1 determine whether or not the user of the multi-function mobile phone that is the power receiving circuit 2 has a right to use. Mutual authentication processing and encryption processing for preventing tampering of communication data are executed. That is, the microcontroller unit (MCU) 11 of the power transmission circuit 1 generates an encryption key related to a communication protocol between the authentication processing function 221 and the encryption processing function 222 of the microcontroller unit (MCU) 22 included in the power receiving circuit 2. Key management operations related to holding, updating, and deletion are executed.

その結果、送電回路1のマイクロコントローラユニット(MCU)11によって受電回路2である多機能携帯電話のユーザーが正当な使用権利を有するユーザーであることが判定されると、RFドライバ122は図示しないRF発振器から生成されるRF発振出力信号に応答して送電側アンテナコイル13に供給されるRF駆動信号を生成する。更に、送電回路1のマイクロコントローラユニット(MCU)11からの認証処理と暗号処理との通信データは、RFドライバ122と送電側アンテナコイル13と受電側アンテナコイル25を介して受電回路2に供給される。   As a result, when it is determined by the microcontroller unit (MCU) 11 of the power transmission circuit 1 that the user of the multi-function mobile phone that is the power receiving circuit 2 is a valid user, the RF driver 122 performs an RF (not shown). An RF drive signal supplied to the power transmission side antenna coil 13 is generated in response to the RF oscillation output signal generated from the oscillator. Further, communication data of authentication processing and encryption processing from the microcontroller unit (MCU) 11 of the power transmission circuit 1 is supplied to the power reception circuit 2 via the RF driver 122, the power transmission side antenna coil 13, and the power reception side antenna coil 25. The

《受信側の受電回路》
図1に示したように、ワイヤレス電力伝送システムの受信側の受電回路2は受電制御回路21とマイクロコントローラユニット(MCU)22とによって構成され、マイクロコントローラユニット(MCU)22は認証処理機能221と暗号処理機能222を有し、受電制御回路21は整流回路211とバッテリ充電制御のための半導体集積回路212とを含むものである。
<< Receiving circuit on the receiving side >>
As shown in FIG. 1, the power reception circuit 2 on the reception side of the wireless power transmission system includes a power reception control circuit 21 and a microcontroller unit (MCU) 22, and the microcontroller unit (MCU) 22 includes an authentication processing function 221. The power reception control circuit 21 includes an encryption processing function 222, and includes a rectification circuit 211 and a semiconductor integrated circuit 212 for battery charge control.

図1に示したワイヤレス電力伝送システムでは、最初に送電回路1のマイクロコントローラユニット(MCU)11と受電回路2のマイクロコントローラユニット(MCU)22との間で上述した通信プロトコルに従った通信が、送電側アンテナコイル13と受電側アンテナコイル25とを介して実行される。この通信のために、受電回路2では、受電制御回路21とマイクロコントローラユニット(MCU)22との間でシリアル通信と電源供給等が可能とされたものである。送電回路1のマイクロコントローラユニット(MCU)11によって受電回路2である多機能携帯電話のユーザーが正当な使用権利を有するユーザーであることが判定されると、RFドライバ122から生成されるRF駆動信号が受電回路2に送電側アンテナコイル13と受電側アンテナコイル25とを介して供給される。   In the wireless power transmission system shown in FIG. 1, communication according to the communication protocol described above is first performed between the microcontroller unit (MCU) 11 of the power transmission circuit 1 and the microcontroller unit (MCU) 22 of the power reception circuit 2. This is executed via the power transmission side antenna coil 13 and the power reception side antenna coil 25. For this communication, the power receiving circuit 2 enables serial communication and power supply between the power receiving control circuit 21 and the microcontroller unit (MCU) 22. When it is determined by the microcontroller unit (MCU) 11 of the power transmission circuit 1 that the user of the multi-function mobile phone that is the power reception circuit 2 is a valid user, the RF drive signal generated from the RF driver 122 Is supplied to the power reception circuit 2 via the power transmission side antenna coil 13 and the power reception side antenna coil 25.

送電側アンテナコイル13と受電側アンテナコイル25とを介して供給されるRF駆動信号が整流回路211によって整流・平滑されることによって生成されるDC電源電圧が、半導体集積回路212とマイクロコントローラユニット(MCU)22に供給される。整流回路211から半導体集積回路212に供給されるDC電源電圧は、2次電池26の充電に使用されるとともに受電側システム3への電源供給にも使用される。   A DC power supply voltage generated by rectifying and smoothing the RF drive signal supplied via the power transmission side antenna coil 13 and the power reception side antenna coil 25 by the rectification circuit 211 is converted into a semiconductor integrated circuit 212 and a microcontroller unit ( MCU) 22. The DC power supply voltage supplied from the rectifier circuit 211 to the semiconductor integrated circuit 212 is used for charging the secondary battery 26 and also for supplying power to the power receiving system 3.

ワイヤレス電力伝送システムの受信側が多機能携帯電話である場合には、受電側システム3はアプリケーションプロセッサやベースバンドプロセッサや液晶表示ドライバICやRF信号処理半導体集積回路(RFIC)やメインメモリやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ等を含むものである。   When the receiving side of the wireless power transmission system is a multi-function mobile phone, the power receiving side system 3 includes an application processor, baseband processor, liquid crystal display driver IC, RF signal processing semiconductor integrated circuit (RFIC), main memory, flash memory, etc. Non-volatile memory and the like.

また、ワイヤレス電力伝送システムの受信側がタブレットPCのような携帯型パーソナルコンピュータである場合には、受電側システム3は中央処理ユニット(CPU)とハードディスク置き換えの大規模記憶容量のフラッシュメモリストレージを更に含むものである。   Further, when the receiving side of the wireless power transmission system is a portable personal computer such as a tablet PC, the power receiving side system 3 further includes a central processing unit (CPU) and a flash memory storage having a large-scale storage capacity replacing a hard disk. It is a waste.

更にバッテリ充電制御とシステム電源供給のための半導体集積回路212には、整流回路211により生成されるDC電源電圧以外にも、USB接続インターフェース23からのUSB電源電圧とAC電源接続インターフェース24からのAC電源電圧の整流・平滑により生成されるAC−DC変換電源電圧とが供給可能とされる。従って、バッテリ充電制御とシステム電源供給とのための半導体集積回路212は、整流回路211のDC電源電圧とUSB接続インターフェース23のUSB電源電圧とAC電源接続インターフェース24のAC−DC変換電源電圧の複数の電源電圧からバッテリ充電制御とシステム電源供給のための電源電圧を自動選択する機能を有するものである。尚、USBは、Universal Serial Busの略である。   In addition to the DC power supply voltage generated by the rectifier circuit 211, the semiconductor integrated circuit 212 for battery charge control and system power supply includes the USB power supply voltage from the USB connection interface 23 and the AC power supply from the AC power supply interface 24. An AC-DC conversion power supply voltage generated by rectification and smoothing of the power supply voltage can be supplied. Accordingly, the semiconductor integrated circuit 212 for battery charging control and system power supply includes a plurality of DC power supply voltages of the rectifier circuit 211, USB power supply voltage of the USB connection interface 23, and AC-DC conversion power supply voltage of the AC power supply connection interface 24. It has a function of automatically selecting a power supply voltage for battery charge control and system power supply from the power supply voltage. USB is an abbreviation for Universal Serial Bus.

更に図1に示したワイヤレス電力伝送システムにおいて、送電側の送電回路1と受信側の受電回路2は、2次電池26の充電と受電側システム3への電源供給のためのワイヤレス電力伝送(ワイヤレス給電)を実行するとともに、ポート機器としての送電側の送電回路1とモバイル機器としての受信側の受電回路2との間のNFC通信も実行する。更にNFC通信とワイヤレス給電とを時分割で実行することによって、モバイル機器としての受信側の受電回路2の2次電池26の充電を実行しながら、ポート機器としての送電側の送電回路1とモバイル機器としての受信側の受電回路2との間のNFC通信を実行することが可能となる。このNFC通信によって、ポート機器としての送電側の送電回路1に接続される有線または無線によるインターネット環境をモバイル機器としての受信側の受電回路2が利用することが可能となる。   Further, in the wireless power transmission system shown in FIG. 1, the power transmission circuit 1 on the power transmission side and the power reception circuit 2 on the reception side are configured to charge the secondary battery 26 and supply power to the power reception system 3. Power supply) and NFC communication between the power transmission circuit 1 on the power transmission side as the port device and the power reception circuit 2 on the reception side as the mobile device. Further, by executing NFC communication and wireless power feeding in a time-sharing manner, charging of the secondary battery 26 of the power receiving circuit 2 on the receiving side as the mobile device is performed, while the power transmitting circuit 1 on the power transmitting side as the port device and the mobile NFC communication with the receiving-side power receiving circuit 2 as a device can be executed. By this NFC communication, the power receiving circuit 2 on the reception side as the mobile device can use the wired or wireless Internet environment connected to the power transmission circuit 1 on the power transmission side as the port device.

《バッテリ充電制御のための半導体集積回路の構成》
図2は、図1に示した実施の形態1によるバッテリ充電制御のための半導体集積回路212の構成を示す図である。
<< Configuration of Semiconductor Integrated Circuit for Battery Charging Control >>
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of semiconductor integrated circuit 212 for battery charge control according to the first embodiment shown in FIG.

図2に示すように、バッテリ充電制御とシステム電源供給のための半導体集積回路212は、降圧DC−DCコンバータ2121とリニア・レギュレータ2122とUSB種別検出回路2123と入力電圧選択回路2124と外部インターフェース2125と内蔵レギュレータ2126とゲート駆動制御回路2127とを含んでいる。更に、バッテリ充電制御とシステム電源供給のための半導体集積回路212は、PチャネルMOSトランジスタMP3とスイッチSW1、SW2、SW3、SW4とを含んでいる。   As shown in FIG. 2, a semiconductor integrated circuit 212 for battery charge control and system power supply includes a step-down DC-DC converter 2121, a linear regulator 2122, a USB type detection circuit 2123, an input voltage selection circuit 2124, and an external interface 2125. And a built-in regulator 2126 and a gate drive control circuit 2127. Further, the semiconductor integrated circuit 212 for battery charge control and system power supply includes a P-channel MOS transistor MP3 and switches SW1, SW2, SW3, SW4.

第1入力電圧1の供給端子T1には第1ショットキーダイオードD1を介して送電回路1のワイヤレス給電の電源電圧と第2ショットキーダイオードD2を介してAC電源接続インターフェース24のAC−DC変換電源電圧とが供給され、第2入力電圧2の供給端子T2にはUSB接続インターフェース23のUSB電源電圧が供給される。ショットキーダイオードD1、D2は、送電回路1のワイヤレス給電の電源電圧とAC電源接続インターフェース24のAC−DC変換電源電圧との間で逆流防止素子として機能する一方、PN接合ダイオードと比較して低い順方向電圧で電源電圧を伝達する電圧伝達素子として機能する。尚、送電回路1のワイヤレス給電の電源電圧は5.5ボルトから20ボルトの電圧であり、AC電源接続インターフェース24のAC−DC変換電源電圧は略7ボルトの電圧であり、USB接続インターフェース23のUSB電源電圧は5ボルトの電圧である。   The supply terminal T1 of the first input voltage 1 has a power supply voltage for wireless power feeding of the power transmission circuit 1 via the first Schottky diode D1 and an AC-DC conversion power source of the AC power connection interface 24 via the second Schottky diode D2. The USB power supply voltage of the USB connection interface 23 is supplied to the supply terminal T2 for the second input voltage 2. The Schottky diodes D1 and D2 function as a backflow prevention element between the power supply voltage of the wireless power feeding of the power transmission circuit 1 and the AC-DC conversion power supply voltage of the AC power connection interface 24, but are lower than the PN junction diode. It functions as a voltage transmission element that transmits a power supply voltage with a forward voltage. The power supply voltage of the wireless power feeding of the power transmission circuit 1 is 5.5 to 20 volts, the AC-DC conversion power supply voltage of the AC power connection interface 24 is approximately 7 volts, and the USB connection interface 23 The USB power supply voltage is 5 volts.

降圧DC−DCコンバータ2121には、外部端子DDOUT1(T5)、DDOUT2(T6)を介してインダクターL1と容量C1とが接続されている。従って、降圧DC−DCコンバータ2121はリニア・レギュレータ2122よりも電源投入時の起動が遅いが、リニア・レギュレータ2122よりも高い電力効率を有するスイッチングレギュレータとして動作する。一方、リニア・レギュレータ2122は、電源投入の直後に即座に動作するシリーズレギュレータとして動作するものである。   The step-down DC-DC converter 2121 is connected to an inductor L1 and a capacitor C1 via external terminals DDOUT1 (T5) and DDOUT2 (T6). Therefore, the step-down DC-DC converter 2121 starts up more slowly when the power is turned on than the linear regulator 2122, but operates as a switching regulator having higher power efficiency than the linear regulator 2122. On the other hand, the linear regulator 2122 operates as a series regulator that operates immediately after power-on.

すなわち、降圧DC−DCコンバータ2121とリニア・レギュレータ2122は、5.5ボルトから20ボルトの送電回路1のワイヤレス給電の電源電圧もしくは略7ボルトのAC電源接続インターフェース24のAC−DC変換電源電圧から3.5ボルトから5ボルトのシステム供給電圧を生成する。従って、降圧DC−DCコンバータ2121とリニア・レギュレータ2122からの5ボルトのシステム供給電圧は、スイッチSW2、SW4と外部端子SYS(T4)とを介して受電側システム3に供給される一方、5ボルトのUSB接続インターフェース23のUSB電源電圧は、スイッチSW3と外部端子SYS(T4)とを介して受電側システム3に供給される。   That is, the step-down DC-DC converter 2121 and the linear regulator 2122 are generated from the power supply voltage of the power transmission circuit 1 of 5.5 to 20 volts or the AC-DC conversion power supply voltage of the AC power connection interface 24 of approximately 7 volts. Generate a system supply voltage of 3.5 to 5 volts. Accordingly, the 5 volt system supply voltage from the step-down DC-DC converter 2121 and the linear regulator 2122 is supplied to the power receiving side system 3 via the switches SW2 and SW4 and the external terminal SYS (T4), while 5 volt. The USB power supply voltage of the USB connection interface 23 is supplied to the power receiving system 3 via the switch SW3 and the external terminal SYS (T4).

USB種別検出回路2123は、USB接続インターフェース23の差動データ信号D+、D−のビットレートもしくは第2入力電圧2の供給端子T2の給電能力からUSB接続インターフェース23がUSB1.1またはUSB1.0とUSB2.0とUSB3.0とのいずれの種別であるかを検出する。   The USB type detection circuit 2123 is configured such that the USB connection interface 23 is set to USB 1.1 or USB 1.0 from the bit rate of the differential data signals D + and D− of the USB connection interface 23 or the power supply capability of the supply terminal T2 of the second input voltage 2. It is detected whether the type is USB 2.0 or USB 3.0.

入力電圧選択回路2124は起動時の動作モード選択のために第1入力電圧1の供給端子T1の電圧検出と第2入力電圧2の供給端子T2の供給端子の電圧検出とを実行して、更にスイッチSW1、SW2、SW3、SW4のオンオフ制御と降圧DC−DCコンバータ2121、内蔵レギュレータ2126、ゲート駆動制御回路2127の制御とを実行する。更に入力電圧選択回路2124は、USB種別検出回路2123の制御を実行するとともに外部インターフェース2125を介してUSB種別検出回路2123によるUSB種別検出データをマイクロコントローラユニット(MCU)22と受電側システム3とに供給する機能を有するものである。   The input voltage selection circuit 2124 executes the voltage detection of the supply terminal T1 of the first input voltage 1 and the voltage detection of the supply terminal of the supply terminal T2 of the second input voltage 2 in order to select the operation mode at the time of startup. On / off control of the switches SW1, SW2, SW3, and SW4 and control of the step-down DC-DC converter 2121, the built-in regulator 2126, and the gate drive control circuit 2127 are executed. Further, the input voltage selection circuit 2124 executes control of the USB type detection circuit 2123 and transmits the USB type detection data from the USB type detection circuit 2123 to the microcontroller unit (MCU) 22 and the power receiving side system 3 via the external interface 2125. It has a function to supply.

従って、外部インターフェース2125は、受電側システム3およびマイクロコントローラユニット(MCU)22とクロックおよびシリアルデータの双方向通信を実行する。   Therefore, the external interface 2125 performs bidirectional communication of clock and serial data with the power receiving system 3 and the microcontroller unit (MCU) 22.

内蔵レギュレータ2126には、降圧DC−DCコンバータ2121またはリニア・レギュレータ2122を介して送電回路1のワイヤレス給電の電源電圧またはAC電源接続インターフェース24のAC−DC変換電源電圧が供給されるか、もしくはUSB接続インターフェース23のUSB電源電圧が供給される。その結果、内蔵レギュレータ2126から1.8ボルトの動作電圧VDD18と3.0ボルトの動作電圧VDD30とが生成され、マイクロコントローラユニット(MCU)22に供給される。 The built-in regulator 2126 is supplied with the power supply voltage for wireless power supply of the power transmission circuit 1 or the AC-DC conversion power supply voltage of the AC power connection interface 24 via the step-down DC-DC converter 2121 or the linear regulator 2122, or the USB The USB power supply voltage of the connection interface 23 is supplied. As a result, an operating voltage V DD 18 of 1.8 volts and an operating voltage V DD 30 of 3.0 volts are generated from the built-in regulator 2126 and supplied to the microcontroller unit (MCU) 22.

PチャネルMOSトランジスタMP3は入力電圧選択回路2124およびゲート駆動制御回路2127によってオン状態に駆動制御されることによって、外部端子SYS(T4)の3.5ボルト〜5ボルトのシステム供給電圧を外部端子BAT(T3)を介して2次電池26に供給することで、2次電池26の充電が実行される。例えば、2次電池26は多機能携帯電話等に内蔵されるリチウムイオン電池であって、その充電電流は略0.5A〜1.0Aの比較的大きな電流となる。   The P-channel MOS transistor MP3 is controlled to be turned on by the input voltage selection circuit 2124 and the gate drive control circuit 2127, so that the system supply voltage of 3.5 V to 5 V of the external terminal SYS (T4) is supplied to the external terminal BAT. By supplying the secondary battery 26 via (T3), the secondary battery 26 is charged. For example, the secondary battery 26 is a lithium ion battery built in a multi-function mobile phone or the like, and its charging current is a relatively large current of approximately 0.5 A to 1.0 A.

更にゲート駆動制御回路2127は、PチャネルMOSトランジスタMP3が外部端子SYS(T4)と外部端子BAT(T3)との間で双方向に導通するようにPチャネルMOSトランジスタMP3のゲートを駆動する出力信号を生成する。従って、2次電池26の充電が実行される期間では外部端子SYS(T4)から外部端子BAT(T3)へ2次電池26の充電電流が流される一方、それと反対に2次電池26の放電によるバッテリ動作期間では外部端子BAT(T3)から外部端子SYS(T4)へ2次電池26の放電電流が流されるものである。また更にゲート駆動制御回路2127は、2次電池26の充電動作と放電動作との間に充電電流と放電電流との電流制御を実行することよって過充電と過放電とを防止する機能を有するものである。   Further, the gate drive control circuit 2127 outputs an output signal for driving the gate of the P-channel MOS transistor MP3 so that the P-channel MOS transistor MP3 conducts bidirectionally between the external terminal SYS (T4) and the external terminal BAT (T3). Is generated. Accordingly, during the period in which the secondary battery 26 is charged, the charging current of the secondary battery 26 flows from the external terminal SYS (T4) to the external terminal BAT (T3). During the battery operation period, the discharge current of the secondary battery 26 flows from the external terminal BAT (T3) to the external terminal SYS (T4). Further, the gate drive control circuit 2127 has a function of preventing overcharge and overdischarge by executing current control of the charge current and the discharge current between the charging operation and the discharging operation of the secondary battery 26. It is.

図2に示した実施の形態1によるバッテリ充電制御のための半導体集積回路212は、NFC通信の期間においては降圧DC−DCコンバータ2121の動作が停止されるように制御される。しかし、降圧DC−DCコンバータ2121が停止している状態においても、リニア・レギュレータ2122が動作を継続するので、リニア・レギュレータ2122は主に入力電圧選択回路2124とマイクロコントローラユニット22に電力を供給する。従って、入力端子T1に電源電圧の供給されている限り、降圧DC−DCコンバータ2121の動作が停止している状態においても、リニア・レギュレータ2122から入力電圧選択回路2124とマイクロコントローラユニット22とに電力が供給されるものである。   The semiconductor integrated circuit 212 for battery charging control according to the first embodiment shown in FIG. 2 is controlled such that the operation of the step-down DC-DC converter 2121 is stopped during the NFC communication period. However, since the linear regulator 2122 continues to operate even when the step-down DC-DC converter 2121 is stopped, the linear regulator 2122 mainly supplies power to the input voltage selection circuit 2124 and the microcontroller unit 22. . Therefore, as long as the power supply voltage is supplied to the input terminal T1, power is supplied from the linear regulator 2122 to the input voltage selection circuit 2124 and the microcontroller unit 22 even when the operation of the step-down DC-DC converter 2121 is stopped. Is supplied.

《半導体集積回路の外部端子の機能》
図3は、図2に示した実施の形態1によるバッテリ充電制御のための半導体集積回路212の外部端子の機能を示す図である。
<External terminal function of semiconductor integrated circuit>
FIG. 3 is a diagram showing functions of external terminals of semiconductor integrated circuit 212 for battery charge control according to the first embodiment shown in FIG.

図3に示すように、第1入力電圧1の外部供給端子は、第1ショットキーダイオードD1または第2ショットキーダイオードD2を介して送電回路1のワイヤレス給電の電源電圧またはAC電源接続インターフェース24のAC−DC変換電源電圧を供給する機能を有するものである。   As shown in FIG. 3, the external supply terminal of the first input voltage 1 is connected to the power supply voltage of the wireless power feeding of the power transmission circuit 1 or the AC power connection interface 24 via the first Schottky diode D1 or the second Schottky diode D2. It has a function of supplying an AC-DC conversion power supply voltage.

更に、第2入力電圧2の外部供給端子は、USB接続インターフェース23のUSB電源電圧を供給する機能を有している。   Further, the external supply terminal of the second input voltage 2 has a function of supplying the USB power supply voltage of the USB connection interface 23.

差動データ信号D+の外部供給端子は、USB接続インターフェース23の差動データの非反転入力信号D+を供給する機能を有する。   The external supply terminal of the differential data signal D + has a function of supplying the non-inverted input signal D + of the differential data of the USB connection interface 23.

更に、差動データ信号D−の外部供給端子は、USB接続インターフェース23の差動データの反転入力信号D−を供給する機能を有する。   Further, the external supply terminal of the differential data signal D− has a function of supplying the inverted input signal D− of the differential data of the USB connection interface 23.

クロックの外部入出力端子は、外部インターフェース2125のクロックの双方向通信を実行する機能を有する。   The external input / output terminal of the clock has a function of performing bidirectional communication of the clock of the external interface 2125.

更にシリアルデータの外部入出力端子は、外部インターフェース2125のシリアルデータの双方向通信を実行する機能を有する。   Further, the serial data external input / output terminal has a function of executing serial data bidirectional communication of the external interface 2125.

外部端子DDOUT1は、降圧DC−DCコンバータ2121でのスイッチングレギュレータ動作によるスイッチング出力信号を出力する機能を有する。   The external terminal DDOUT1 has a function of outputting a switching output signal by a switching regulator operation in the step-down DC-DC converter 2121.

更に、外部端子DDOUT2は、インダクターL1と容量C1とから構成されるローパスフィルタを通過した降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧を出力する機能を有する。   Further, the external terminal DDOUT2 has a function of outputting the output voltage of the step-down DC-DC converter 2121 that has passed through a low-pass filter composed of an inductor L1 and a capacitor C1.

外部端子SYSは、受電側システム3へ電源電圧を出力する機能を有する。   The external terminal SYS has a function of outputting a power supply voltage to the power receiving side system 3.

外部端子BATは、2次電池26を接続する機能を有する。   The external terminal BAT has a function of connecting the secondary battery 26.

外部端子VDD18は、1.8ボルトの動作電圧VDD18をマイクロコントローラユニット(MCU)22に出力する機能を有する。 The external terminal V DD 18 has a function of outputting an operating voltage V DD 18 of 1.8 volts to the microcontroller unit (MCU) 22.

外部端子VDD30は、3.0ボルトの動作電圧VDD30をマイクロコントローラユニット(MCU)22に出力する機能を有する。 The external terminal V DD 30 has a function of outputting an operating voltage V DD 30 of 3.0 volts to the microcontroller unit (MCU) 22.

《給電および充電の基本的な構成》
図4は、図2に示した実施の形態1によるバッテリ充電制御のための半導体集積回路212の受電側システム3への給電と2次電池26の充電のための基本的な構成を示す図である。
《Basic configuration of power supply and charging》
FIG. 4 is a diagram showing a basic configuration for feeding power to the power receiving side system 3 of the semiconductor integrated circuit 212 and charging the secondary battery 26 for battery charging control according to the first embodiment shown in FIG. is there.

図4に示すように、送電側アンテナコイル13からのRF信号が受信側アンテナコイル25によって受信され、受電側アンテナコイル25のRF信号が整流回路211によって整流・平滑されることによって生成されるDC電源電圧VINが、ショットキーダイオードD1を介して半導体集積回路212の供給端子T1に供給される。供給端子T1には降圧DC−DCコンバータ2121が接続され、降圧DC−DCコンバータ2121はPWM制御回路21211とハイサイドスイッチとしてのPチャネルMOSトランジスタ21212とローサイドスイッチとしてのNチャネルMOSトランジスタ21213とを含んでいる。PチャネルMOSトランジスタ21212のソースにはDC電源電圧VINが供給され、PチャネルMOSトランジスタ21212のドレインとNチャネルMOSトランジスタ21213のドレインは外部端子DDOUT1(T5)を介してインダクターL1の一端に接続され、NチャネルMOSトランジスタ21213のソースは外部接地端子DDGNDを介して接地電位に接続される。 As shown in FIG. 4, the RF signal from the power transmission side antenna coil 13 is received by the reception side antenna coil 25, and the DC signal generated by the rectification circuit 211 rectifying and smoothing the RF signal of the power reception side antenna coil 25. The power supply voltage VIN is supplied to the supply terminal T1 of the semiconductor integrated circuit 212 through the Schottky diode D1. A step-down DC-DC converter 2121 is connected to the supply terminal T1, and the step-down DC-DC converter 2121 includes a PWM control circuit 21211, a P-channel MOS transistor 21212 as a high-side switch, and an N-channel MOS transistor 21213 as a low-side switch. It is out. P to the source of channel MOS transistor 21212 is supplied with a DC supply voltage V IN, drains of N-channel MOS transistor 21213 of the P-channel MOS transistor 21212 is connected to one end of the inductor L1 via the external terminal DDOUT1 (T5) The sources of the N-channel MOS transistors 21213 are connected to the ground potential via the external ground terminal DDGND.

PWM制御回路21211がPチャネルMOSトランジスタ21212のゲートとNチャネルMOSトランジスタ21213のゲートとをPWM駆動することによってインダクターL1の他端と容量C1の一端が接続された接続ノードに生成されるシステム供給電圧は、外部端子DDOUT2(T6)を介してPWM制御回路21211に負帰還端子に供給される。負帰還端子のシステム供給電圧が所定の電圧レベルとなるように、PWM制御回路21211はPチャネルMOSトランジスタ21212のオン期間とNチャネルMOSトランジスタ21213のオン期間との比をPWM制御する。   The PWM control circuit 21211 PWM drives the gate of the P-channel MOS transistor 21212 and the gate of the N-channel MOS transistor 21213 to generate a system supply voltage generated at a connection node where the other end of the inductor L1 and one end of the capacitor C1 are connected. Is supplied to the PWM control circuit 21211 via the external terminal DDOUT2 (T6) to the negative feedback terminal. The PWM control circuit 21211 performs PWM control on the ratio between the ON period of the P-channel MOS transistor 21212 and the ON period of the N-channel MOS transistor 21213 so that the system supply voltage at the negative feedback terminal becomes a predetermined voltage level.

外部端子DDOUT2(T6)に生成される降圧DC−DCコンバータ2121からのシステム供給電圧は、スイッチSW2を構成するPチャネルMOSトランジスタPath_SWのソースに供給され、PチャネルMOSトランジスタPath_SWのドレインは外部端子SYS(T4)とPチャネルMOSトランジスタMP3のドレインとゲート駆動制御回路2127とに接続される。スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWのゲートは入力電圧選択回路2124に含まれた電流制限回路21241に接続されているので、PチャネルMOSトランジスタPath_SWのソース・ドレイン経路に流れるシステム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流の最大値は電流制限回路21241によって調整される。   The system supply voltage from the step-down DC-DC converter 2121 generated at the external terminal DDOUT2 (T6) is supplied to the source of the P-channel MOS transistor Path_SW constituting the switch SW2, and the drain of the P-channel MOS transistor Path_SW is connected to the external terminal SYS. (T4) is connected to the drain of the P-channel MOS transistor MP3 and the gate drive control circuit 2127. Since the gate of the P-channel MOS transistor Path_SW of the switch SW2 is connected to the current limiting circuit 21241 included in the input voltage selection circuit 2124, the system power supply current and the battery charging current flowing through the source / drain path of the P-channel MOS transistor Path_SW Is adjusted by the current limiting circuit 21241.

外部端子BAT(T3)を介して2次電池26にバッテリ充電電流を供給するためのPチャネルMOSトランジスタMp3のゲートはゲート駆動制御回路2127に接続され、ゲート駆動制御回路2127には外部端子T11を介して抵抗RICHGの一端が接続され、抵抗RICHGの他端は接地電位に接続される。その結果、抵抗RICHGの抵抗値を調整することにより、PチャネルMOSトランジスタMp3のソース・ドレイン経路に流れるバッテリ充電電流の最大値を調整することが可能となる。 The gate of the P-channel MOS transistor Mp3 for supplying the battery charging current to the secondary battery 26 via the external terminal BAT (T3) is connected to the gate drive control circuit 2127, and the gate drive control circuit 2127 is connected to the external terminal T11. One end of the resistor R ICHG is connected to the other end, and the other end of the resistor R ICHG is connected to the ground potential. As a result, by adjusting the resistance value of the resistor R ICHG , it is possible to adjust the maximum value of the battery charging current flowing through the source / drain path of the P-channel MOS transistor Mp3.

《給電および充電の詳細な構成》
図5は、図4に示した実施の形態1によるバッテリ充電制御のための半導体集積回路212の受電側システム3への給電と2次電池26の充電のための詳細な構成を示す図である。
《Detailed configuration of power supply and charging》
FIG. 5 is a diagram showing a detailed configuration for feeding power to the power receiving side system 3 of the semiconductor integrated circuit 212 and charging the secondary battery 26 for battery charging control according to the first embodiment shown in FIG. .

図5に示すように、図4に示した実施の形態1による半導体集積回路212の電流制限回路21241は、差動増幅器212411とオフセット電圧回路212412とPチャネルMOSトランジスタMP2、MP3と電圧制御回路212413とNチャネルMOSトランジスタMN2、MN3と抵抗R_limitとを含んでいる。   As shown in FIG. 5, the current limiting circuit 21241 of the semiconductor integrated circuit 212 according to the first embodiment shown in FIG. 4 includes a differential amplifier 212411, an offset voltage circuit 2121241, P channel MOS transistors MP2, MP3, and a voltage control circuit 212413. And N-channel MOS transistors MN2 and MN3 and a resistor R_limit.

スイッチSW2を構成するPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のゲートにはPチャネルMOSトランジスタMP2のゲートが接続され、PチャネルMOSトランジスタMP1の素子サイズとPチャネルMOSトランジスタMP2の素子サイズはM:1の比に設定される。PチャネルMOSトランジスタMP1のソースとPチャネルMOSトランジスタMP2のソースと抵抗R3の一端は外部端子DDOUT2(T6)に接続され、PチャネルMOSトランジスタMP1のゲートとPチャネルMOSトランジスタMP2のゲートと抵抗R3の他端はPチャネルMOSトランジスタMP3のソースに接続される。   The gate of the P-channel MOS transistor MP2 is connected to the gate of the P-channel MOS transistor MP1 as the P-channel MOS transistor Path_SW constituting the switch SW2, and the element size of the P-channel MOS transistor MP1 and the element size of the P-channel MOS transistor MP2 are The ratio is set to M: 1. The source of the P-channel MOS transistor MP1, the source of the P-channel MOS transistor MP2, and one end of the resistor R3 are connected to the external terminal DDOUT2 (T6), the gate of the P-channel MOS transistor MP1, the gate of the P-channel MOS transistor MP2, and the resistor R3 The other end is connected to the source of P-channel MOS transistor MP3.

電圧制御回路212413は、電圧比較増幅器AMPとNチャネルMOSトランジスタMN4とを含む。電圧比較増幅器AMPの反転入力端子−はスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のドレインに接続され、電圧比較増幅器AMPの非反転入力端子+はNチャネルMOSトランジスタMN4のドレインとPチャネルMOSトランジスタMP2のドレインに接続される。   Voltage control circuit 212413 includes a voltage comparison amplifier AMP and an N-channel MOS transistor MN4. The inverting input terminal − of the voltage comparison amplifier AMP is connected to the drain of the P channel MOS transistor MP1 as the P channel MOS transistor Path_SW of the switch SW2, and the non-inverting input terminal + of the voltage comparison amplifier AMP is connected to the drain of the N channel MOS transistor MN4. Connected to the drain of P-channel MOS transistor MP2.

抵抗R_limitの一端は電圧制御回路212413のNチャネルMOSトランジスタMN4のソースとオフセット電圧回路212412の第1オフセット電圧Voffsetの他端に接続され、抵抗R_limitの他端はNチャネルMOSトランジスタMN3のドレイン・ソース経路を介して接地電位に接続される。オフセット電圧回路212412の第2オフセット電圧Voffsetの他端に基準電圧VREF_Uが供給され、第1オフセット電圧Voffsetの一端と第2オフセット電圧Voffsetの一端とは差動増幅器212411の非反転入力端子+と第1反転入力端子−にそれぞれ接続される。差動増幅器212411の第2反転入力端子−に、ローパスフィルタ21243を介して入力電圧選択回路21242から生成される入力電圧検出出力電圧VIN_DIVが供給される。差動増幅器212411の出力端子はPチャネルMOSトランジスタMP3のゲートに接続され、PチャネルMOSトランジスタMP3のドレインはNチャネルMOSトランジスタMN2のドレイン・ソース経路を介して接地電位に接続される。 One end of the resistor R_limit is connected to the source of the N-channel MOS transistor MN4 of the voltage control circuit 212413 and the other end of the first offset voltage Voffset of the offset voltage circuit 212412. The other end of the resistor R_limit is the drain / source of the N-channel MOS transistor MN3. It is connected to the ground potential through a path. The reference voltage V REF — U is supplied to the other end of the second offset voltage Voffset of the offset voltage circuit 212412. One end of the first offset voltage Voffset and one end of the second offset voltage Voffset are connected to the non-inverting input terminal + of the differential amplifier 212411. Each is connected to the first inverting input terminal −. The input voltage detection output voltage V IN_DIV generated from the input voltage selection circuit 21242 is supplied to the second inverting input terminal − of the differential amplifier 212411 via the low pass filter 21243. The output terminal of differential amplifier 212411 is connected to the gate of P channel MOS transistor MP3, and the drain of P channel MOS transistor MP3 is connected to the ground potential via the drain / source path of N channel MOS transistor MN2.

入力電圧検出回路21242は抵抗R1、R2とNチャネルMOSトランジスタMN1とオフセット電流源Ioffsetとを含み、抵抗R1の一端には供給端子T1のDC電源電圧VINが供給され、抵抗R1の他端はオフセット電流源Ioffsetの一端と抵抗R2の一端とに接続される。オフセット電流源Ioffsetの他端は接地電位に接続され、抵抗R2の他端はNチャネルMOSトランジスタMN1のドレイン・ソース経路を介して接地電位に接続される。抵抗R1の他端と抵抗R2の一端との接続ノードから生成される検出電圧は、ローパスフィルタ21243の入力端子に供給される。 The input voltage detection circuit 21242 includes resistors R1 and R2, an N-channel MOS transistor MN1, and an offset current source Ioffset. One end of the resistor R1 is supplied with the DC power supply voltage VIN of the supply terminal T1, and the other end of the resistor R1 is Connected to one end of the offset current source Ioffset and one end of the resistor R2. The other end of the offset current source Ioffset is connected to the ground potential, and the other end of the resistor R2 is connected to the ground potential via the drain / source path of the N-channel MOS transistor MN1. A detection voltage generated from a connection node between the other end of the resistor R1 and one end of the resistor R2 is supplied to an input terminal of the low-pass filter 21243.

ローパスフィルタ21243は抵抗RLPFと容量CLPFとを含み、抵抗RLPFの一端はローパスフィルタ21243の入力端子に接続されて、抵抗RLPFの他端はローパスフィルタ21243の出力端子と容量CLPFの一端とに接続され、容量CLPFの他端は接地電位に接続される。 The low-pass filter 21243 includes a resistor R LPF and a capacitor C LPF. One end of the resistor R LPF is connected to the input terminal of the low-pass filter 21243, and the other end of the resistor R LPF is the output terminal of the low-pass filter 21243 and the capacitor C LPF . One end of the capacitor C LPF is connected to the ground potential.

入力電圧検出回路21242のNチャネルMOSトランジスタMN1のゲートと電流制限回路21241のNチャネルMOSトランジスタMN2、MN3のゲートに、オン・オフ制御信号が供給される。入力電圧検出回路21242と電流制限回路21241とを活性状態に設定する場合には、ハイレベルのオン・オフ制御信号によって入力電圧検出回路21242のNチャネルMOSトランジスタMN1と電流制限回路21241のNチャネルMOSトランジスタMN2、MN3とはオン状態に制御され、PチャネルMOSトランジスタMP1、MP2は活性状態に制御される。入力電圧検出回路21242と電流制限回路21241とを非活性状態に設定する場合には、ローレベルのオン・オフ制御信号によって入力電圧検出回路21242のNチャネルMOSトランジスタMN1と電流制限回路21241のNチャネルMOSトランジスタMN2、MN3とはオフ状態に制御され、PチャネルMOSトランジスタMP1、MP2は非活性状態に制御される。   An on / off control signal is supplied to the gate of the N-channel MOS transistor MN1 of the input voltage detection circuit 21242 and the gates of the N-channel MOS transistors MN2 and MN3 of the current limiting circuit 21241. When the input voltage detection circuit 21242 and the current limiting circuit 21241 are set in an active state, the N-channel MOS transistor MN1 of the input voltage detection circuit 21242 and the N-channel MOS of the current limiting circuit 21241 are turned on by a high level on / off control signal. The transistors MN2 and MN3 are controlled to be on, and the P-channel MOS transistors MP1 and MP2 are controlled to be active. When the input voltage detection circuit 21242 and the current limiting circuit 21241 are set in an inactive state, the N-channel MOS transistor MN1 of the input voltage detection circuit 21242 and the N-channel of the current limiting circuit 21241 are turned on by a low level on / off control signal. The MOS transistors MN2 and MN3 are controlled to be in an off state, and the P channel MOS transistors MP1 and MP2 are controlled to be in an inactive state.

電流制限回路21241は、スイッチSW2を構成するPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れるシステム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流の最大値を制限する電流制限動作を次のように実行する。すなわち、電流制限回路21241は、差動増幅器212411の第1反転入力端子−と第2反転入力端子−との低レベルの電圧レベルを選択して、選択された低レベルの電圧レベルに差動増幅器212411の非反転入力端子+の電圧レベルが一致するように、PチャネルMOSトランジスタMP2のドレイン電流を制御する。   The current limiting circuit 21241 performs a current limiting operation for limiting the maximum value of the total current of the system power supply current and the battery charging current flowing in the source / drain path of the P channel MOS transistor MP1 as the P channel MOS transistor Path_SW constituting the switch SW2. Run as follows: That is, the current limiting circuit 21241 selects a low level voltage level between the first inverting input terminal − and the second inverting input terminal − of the differential amplifier 212411, and the differential amplifier is set to the selected low level voltage level. The drain current of the P-channel MOS transistor MP2 is controlled so that the voltage level of the non-inverting input terminal +212411 matches.

電流制限回路21241のPチャネルMOSトランジスタMP2とスイッチSW2を構成するPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1とは、カレントミラーの入力トランジスタと出力トランジスタとしてそれぞれ機能する。カレントミラーの入力トランジスタとして機能するPチャネルMOSトランジスタMP2のドレイン電流が電流制限回路21241によって制御されることによって、カレントミラーの出力トランジスタとして機能するPチャネルMOSトランジスタMP1のドレイン電流が設定される。一方、電流制限回路21241の電圧制御回路212413は、カレントミラーの入力トランジスタとして機能するPチャネルMOSトランジスタMP2のドレイン電圧とカレントミラーの出力トランジスタとして機能するPチャネルMOSトランジスタMP1のドレイン電圧とが一致するようにPチャネルMOSトランジスタMP2のドレイン電圧を負帰還制御する。その結果、PチャネルMOSトランジスタMP1のドレイン電流とPチャネルMOSトランジスタMP2のドレイン電流との比は、PチャネルMOSトランジスタMP1の素子サイズとPチャネルMOSトランジスタMP2の素子サイズの比M:1の比によって正確に設定されるものとなる。   The P-channel MOS transistor MP2 of the current limiting circuit 21241 and the P-channel MOS transistor MP1 as the P-channel MOS transistor Path_SW constituting the switch SW2 function as an input transistor and an output transistor of the current mirror, respectively. The drain current of the P-channel MOS transistor MP1 functioning as the output transistor of the current mirror is set by controlling the drain current of the P-channel MOS transistor MP2 functioning as the input transistor of the current mirror by the current limiting circuit 21241. On the other hand, in the voltage control circuit 212413 of the current limiting circuit 21241, the drain voltage of the P-channel MOS transistor MP2 functioning as the input transistor of the current mirror matches the drain voltage of the P-channel MOS transistor MP1 functioning as the output transistor of the current mirror. Thus, negative feedback control is performed on the drain voltage of the P-channel MOS transistor MP2. As a result, the ratio of the drain current of the P channel MOS transistor MP1 and the drain current of the P channel MOS transistor MP2 is determined by the ratio M: 1 of the element size of the P channel MOS transistor MP1 and the element size of the P channel MOS transistor MP2. It will be set correctly.

《DC電源電圧が低レベルである場合の電流制限動作》
供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが低レベルである場合には、差動増幅器212411の第1反転入力端子−に供給される第2オフセット電圧Voffsetと基準電圧VREF_Uとの合計電圧Voffset+VREF_Uよりも差動増幅器212411の第2反転入力端子−の入力電圧検出出力電圧VIN_DIVの電圧が低レベルとなる。その結果、差動増幅器212411の非反転入力端子+の電圧レベルである抵抗R_limitの電流制限検出電圧V_limitと第1オフセット電圧Voffsetの合計電圧Voffset+V_limitが、差動増幅器212411の第2反転入力端子−の低レベルの入力電圧検出出力電圧VIN_DIVに一致するように制御される。すなわち、低レベルの入力電圧検出出力電圧VIN_DIVに応答した差動増幅器212411によるPチャネルMOSトランジスタMP2のドレイン電流の制御によって、スイッチSW2を構成するPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流の最大値が低レベルに調整される。尚、このPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流は、システム給電電流とバッテリ充電電流との合計電流である。その結果、供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが低レベルでワイヤレス給電の給電電力が小さく2次電池26の充電電流等の負荷電流が大きい場合において、降圧DC−DCコンバータ2121が停止する可能性を軽減することが可能となる。
<< Current limiting operation when DC power supply voltage is low >>
When the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 is at a low level, the total voltage of the second offset voltage Voffset supplied to the first inverting input terminal − of the differential amplifier 212411 and the reference voltage V REF_U The voltage of the input voltage detection output voltage V IN_DIV at the second inverting input terminal − of the differential amplifier 212411 becomes lower than Voffset + V REF_U . As a result, the total voltage Voffset + V_limit of the current limit detection voltage V_limit of the resistor R_limit and the first offset voltage Voffset, which is the voltage level of the non-inverting input terminal + of the differential amplifier 212411, is applied to the second inverting input terminal − of the differential amplifier 212411. It is controlled to match the low level input voltage detection output voltage V IN — DIV . That is, by controlling the drain current of the P-channel MOS transistor MP2 by the differential amplifier 21241 in response to the low-level input voltage detection output voltage V IN_DIV , the P-channel MOS transistor MP1 as the P-channel MOS transistor Path_SW constituting the switch SW2 is controlled. The maximum value of the total current flowing in the source / drain path is adjusted to a low level. The total current flowing through the source / drain path of the P-channel MOS transistor MP1 is the total current of the system power supply current and the battery charging current. As a result, the step-down DC-DC converter 2121 stops when the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 is low, the power supplied by the wireless power supply is small, and the load current such as the charging current of the secondary battery 26 is large. It is possible to reduce the possibility of doing.

すなわち、システム給電電流とバッテリ充電電流との合計電流は、図4から理解されるように、スイッチSW2を構成するPチャネルMOSトランジスタPath_SWのソース・ドレイン経路と降圧DC−DCコンバータ2121と第1入力電圧1の供給端子T1とを介して、整流回路211と受信側アンテナコイル25から供給される。NFC通信の通信動作期間等のように、供給端子T1のDC電源電圧VINが低レベルであり整流回路211と受信側アンテナコイル25とからの給電能力が低レベルである場合に、もしも図4と図5に示した電流制限回路21241による電流制限動作で制御されない大電流の合計電流が流れると、整流回路211と受信側アンテナコイル25とのインピーダンスに大きな電圧降下を生成する。その結果、この大きな電圧降下によって供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINは降圧DC−DCコンバータ2121の動作下限電圧より低い電圧レベルに低下するので、降圧DC−DCコンバータ2121のスイッチングによるコンバータ動作が停止するものとなる。 That is, as can be understood from FIG. 4, the total current of the system power supply current and the battery charging current is the source / drain path of the P-channel MOS transistor Path_SW constituting the switch SW2, the step-down DC-DC converter 2121 and the first input. The voltage is supplied from the rectifier circuit 211 and the reception-side antenna coil 25 via the supply terminal T1 for voltage 1. If the DC power supply voltage VIN at the supply terminal T1 is at a low level and the power supply capability from the rectifier circuit 211 and the reception-side antenna coil 25 is at a low level, such as a communication operation period of NFC communication, FIG. When a large total current that is not controlled by the current limiting operation by the current limiting circuit 21241 shown in FIG. 5 flows, a large voltage drop is generated in the impedance between the rectifier circuit 211 and the receiving-side antenna coil 25. As a result, the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 by this large voltage drop is lowered to a voltage level lower than the operation lower limit voltage of the step-down DC-DC converter 2121. Therefore, the converter by switching of the step-down DC-DC converter 2121 The operation stops.

しかし、図4と図5とに示した実施の形態1による電流制限回路21241の電流制限動作によってシステム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流の電流レベルが、入力電圧検出回路21242とローパスフィルタ21243とから生成される入力電圧検出出力電圧VIN_DIVの低レベルに従って低レベルに制御される。従って、整流回路211と受信側アンテナコイル25のインピーダンスでの電圧降下が低減され、供給端子T1のDC電源電圧VINは降圧DC−DCコンバータ2121の動作下限電圧より低い電圧レベルに低下しなくなるので、降圧DC−DCコンバータ2121が停止する可能性を軽減することが可能となる。 However, due to the current limiting operation of the current limiting circuit 21241 according to the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the current level of the total current of the system power supply current and the battery charging current is changed to the input voltage detection circuit 21242 and the low-pass filter 21243. Is controlled to a low level in accordance with the low level of the input voltage detection output voltage V IN — DIV generated from. Therefore, the voltage drop due to the impedance of the rectifier circuit 211 and the receiving antenna coil 25 is reduced, and the DC power supply voltage VIN at the supply terminal T1 does not drop to a voltage level lower than the lower limit operating voltage of the step-down DC-DC converter 2121. Therefore, the possibility that the step-down DC-DC converter 2121 stops is reduced.

DC電源電圧VINが低レベルである場合には、上述したように、差動増幅器212411の非反転入力端子+の電圧レベルである抵抗R_limitの電流制限検出電圧V_limitと第1オフセット電圧Voffsetとの合計電圧Voffset+V_limitが、差動増幅器212411の第2反転入力端子−の低レベルの入力電圧検出出力電圧VIN_DIVに一致する。従って、下記(1)式が得られる。 When the DC power supply voltage VIN is at a low level, as described above, the current limit detection voltage V_limit of the resistor R_limit that is the voltage level of the non-inverting input terminal + of the differential amplifier 212411 and the first offset voltage Voffset The total voltage Voffset + V_limit matches the low level input voltage detection output voltage V IN_DIV of the second inverting input terminal − of the differential amplifier 212411. Therefore, the following equation (1) is obtained.

Figure 0005998025
Figure 0005998025

上記(1)式から、下記(2)式が得られる。   From the above equation (1), the following equation (2) is obtained.

Figure 0005998025
Figure 0005998025

《DC電源電圧が高レベルである場合の電流制限動作》
供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが高レベルである場合には、差動増幅器212411の第1反転入力端子−に供給される第2オフセット電圧Voffsetと基準電圧VREF_Uとの合計電圧Voffset+VREF_Uよりも差動増幅器212411の第2反転入力端子−の入力電圧検出出力電圧VIN_DIVの電圧が高レベルとなる。その結果、差動増幅器212411の非反転入力端子+の電圧レベルである抵抗R_limitの電流制限検出電圧V_limitと第1オフセット電圧Voffsetの合計電圧が、差動増幅器212411の第1反転入力端子−に供給される第2オフセット電圧Voffsetと基準電圧VREF_Uとの合計電圧に一致するように制御される。すなわち、基準電圧である合計電圧Voffset+VREF_Uに応答した差動増幅器212411によるPチャネルMOSトランジスタMP2のドレイン電流の制御によって、スイッチSW2を構成するPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流の最大値が適正レベルに調整される。尚、PチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流は、システム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流である。その結果、供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが高レベルでワイヤレス給電の給電電力が大きく2次電池26の充電電流等の負荷電流が大きい場合において、降圧DC−DCコンバータ2121の消費電流が過大となることを防止することが可能となる。
<< Current limiting operation when DC power supply voltage is high >>
When the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 is at a high level, the total voltage of the second offset voltage Voffset supplied to the first inverting input terminal − of the differential amplifier 212411 and the reference voltage V REF_U The voltage of the input voltage detection output voltage V IN_DIV at the second inverting input terminal − of the differential amplifier 212411 becomes higher than Voffset + V REF_U . As a result, the total voltage of the current limit detection voltage V_limit of the resistor R_limit and the first offset voltage Voffset, which is the voltage level of the non-inverting input terminal + of the differential amplifier 212411, is supplied to the first inverting input terminal − of the differential amplifier 212411. The second offset voltage Voffset and the reference voltage V REF_U are controlled so as to coincide with the total voltage. That is, by controlling the drain current of the P-channel MOS transistor MP2 by the differential amplifier 221241 in response to the total voltage Voffset + V REF_U that is the reference voltage, the source of the P-channel MOS transistor MP1 as the P-channel MOS transistor Path_SW constituting the switch SW2 The maximum value of the total current flowing in the drain path is adjusted to an appropriate level. The total current flowing through the source / drain path of the P-channel MOS transistor MP1 is the total current of the system power supply current and the battery charging current. As a result, the consumption of the step-down DC-DC converter 2121 when the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 is at a high level, the feeding power of the wireless power feeding is large, and the load current such as the charging current of the secondary battery 26 is large. It is possible to prevent the current from becoming excessive.

供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが高レベルである場合には、上述したように抵抗R_limitの電流制限検出電圧V_limitと第1オフセット電圧Voffsetの合計電圧Voffset+V_limitが、第2オフセット電圧Voffsetと基準電圧VREF_Uとの合計電圧Voffset+VREF_Uに一致する。従って、下記(3)式が得られる。 When the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 is at a high level, as described above, the total voltage Voffset + V_limit of the current limit detection voltage V_limit of the resistor R_limit and the first offset voltage Voffset is the second offset voltage Voffset. And the reference voltage V REF_U is equal to the total voltage Voffset + V REF_U . Therefore, the following equation (3) is obtained.

Figure 0005998025
Figure 0005998025

《電流制限動作の特性》
図6は、図4と図5とに示した実施の形態1による電流制限回路21241の電流制限動作の特性を示す図である。
<Characteristics of current limiting operation>
FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of the current limiting operation of the current limiting circuit 21241 according to the first embodiment shown in FIG. 4 and FIG.

図4と図5とに示した実施の形態1による電流制限回路21241の電流制限動作により決定されるスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れるシステム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流の電流レベルは、抵抗R_limitの電流制限検出電圧V_limitによって決定される。   The system power supply that flows in the source / drain path of the P channel MOS transistor MP1 as the P channel MOS transistor Path_SW of the switch SW2 determined by the current limiting operation of the current limiting circuit 21241 according to the first embodiment shown in FIGS. The current level of the sum of the current and the battery charging current is determined by the current limit detection voltage V_limit of the resistor R_limit.

供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが低レベルである場合には、PチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流の電流レベルを決定する抵抗R_limitの電流制限検出電圧V_limitは、上記(2)式によって算出される。従って、図6の左側に示すように、DC電源電圧VINのレベル低下に応答して、抵抗R_limitの電流制限検出電圧V_limitは低下する。 When the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 is at a low level, the current limit detection voltage V_limit of the resistor R_limit that determines the current level of the total current flowing through the source / drain path of the P-channel MOS transistor MP1 is , Calculated by the above equation (2). Accordingly, as shown on the left side of FIG. 6, the current limit detection voltage V_limit of the resistor R_limit decreases in response to the level decrease of the DC power supply voltage VIN .

例えば、供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが所定値VIN_minに低下すると、電流制限検出電圧V_limitはゼロボルトに低下して、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流の電流レベルはゼロアンペアに低下する。更に図6の左側に示すように、供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが所定値VIN_minよりも低レベルに低下しても、電流制限検出電圧V_limitはゼロボルトに維持されスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流の電流レベルはゼロアンペアに維持される。 For example, when the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 decreases to a predetermined value V IN — min, the current limit detection voltage V_limit decreases to zero volts, and the P channel MOS transistor as the P channel MOS transistor Path_SW of the switch SW2 The current level of the total current flowing in the source / drain path of MP1 is reduced to zero amperes. Furthermore, as shown on the left side of FIG. 6, even if a DC supply voltage V IN supplied to the supply terminal T1 is reduced to a low level than the predetermined value V IN _min, current limit detection voltage V_limit is maintained at zero volts switch SW2 The current level of the total current flowing in the source / drain path of the P channel MOS transistor MP1 as the P channel MOS transistor Path_SW is maintained at zero amperes.

図6には、整流回路211と受信側アンテナコイル25のインピーダンスをゼロと想定した場合における降圧DC−DCコンバータ2121のスイッチングによるコンバータ動作が停止する動作下限電圧VDC−DC_LIMITが、上述した所定値VIN_minよりも低レベルであることが示されている。従って、上述したインピーダンスをゼロと想定した場合における降圧DC−DCコンバータ2121のコンバータ動作が停止する動作下限電圧VDC−DC_LIMITで、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流の電流レベルは確実にゼロアンペアまで低下する。 In FIG. 6, the operation lower limit voltage V DC-DC_LIMIT at which the converter operation by switching of the step-down DC-DC converter 2121 stops when the impedance of the rectifier circuit 211 and the reception-side antenna coil 25 is assumed to be zero is the predetermined value described above. It is shown that the level is lower than V IN — min. Accordingly, the source of the P-channel MOS transistor MP1 as the P-channel MOS transistor Path_SW of the switch SW2 at the operation lower limit voltage V DC-DC_LIMIT at which the converter operation of the step-down DC-DC converter 2121 stops when the above-described impedance is assumed to be zero. -The current level of the total current flowing in the drain path is reliably reduced to zero amperes.

従って、図4と図5とに示した実施の形態1によるバッテリ充電制御のための半導体集積回路212において、整流回路211と受信側アンテナコイル25のインピーダンスが無視できない抵抗値である場合において、次の動作を実現することが可能となる。すなわち、動作下限電圧VDC−DC_LIMITの電圧付近の動作条件で合計電流の電流レベルが、入力電圧検出回路21242とローパスフィルタ21243から生成される入力電圧検出出力電圧VIN_DIVの低レベルに従って低レベルに制御される。その結果、整流回路211と受信側アンテナコイル25のインピーダンスでの電圧降下が低減され、降圧DC−DCコンバータ2121が停止する可能性を軽減することが可能となる。 Therefore, in the semiconductor integrated circuit 212 for battery charging control according to the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5, when the impedances of the rectifier circuit 211 and the receiving-side antenna coil 25 are non-negligible resistance values, Can be realized. That is, the current level of the total current is reduced to a low level according to the low level of the input voltage detection output voltage V IN_DIV generated from the input voltage detection circuit 21242 and the low-pass filter 21243 under the operation condition near the voltage of the operation lower limit voltage V DC-DC_LIMIT. Be controlled. As a result, the voltage drop due to the impedance of the rectifier circuit 211 and the receiving antenna coil 25 is reduced, and the possibility that the step-down DC-DC converter 2121 stops is reduced.

供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが高レベルである場合には、PチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流の電流レベルを決定する抵抗R_limitの電流制限検出電圧V_limitは、上記(3)式によって算出される。従って、図6の右側に示すように、DC電源電圧VINのレベル変化に実質的に無関係となり、抵抗R_limitの電流制限検出電圧V_limitは差動増幅器212411の第1反転入力端子−に供給される基準電圧VREF_Uの値に実質的に一定に維持される。従って、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流の電流レベルは、適正な実質的に一定の電流レベルに設定される。その結果、外部端子SYS(T4)に接続される受電側システム3もしくは外部端子BAT(T3)に接続される2次電池26が過負荷状態となることによって、降圧DC−DCコンバータ2121の消費電流が過大となることを防止することが可能となる。尚、図6の右側に示したように、供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINの最大値VIN_maxはワイヤレス給電の最大電源電圧の20ボルトであり、20ボルトの最大のDC電源電圧VIN_maxにおいて電流制限検出電圧V_limitとPチャネルMOSトランジスタMP1の合計電流とはそれぞれ一定に維持されるものである。 When the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 is at a high level, the current limit detection voltage V_limit of the resistor R_limit that determines the current level of the total current flowing in the source / drain path of the P-channel MOS transistor MP1 is , Calculated by the above equation (3). Accordingly, as shown on the right side of FIG. 6, the current limit detection voltage V_limit of the resistor R_limit is substantially supplied to the first inverting input terminal − of the differential amplifier 212411 because it is substantially irrelevant to the level change of the DC power supply voltage VIN. The value of the reference voltage V REF — U is maintained substantially constant. Therefore, the current level of the total current flowing through the source / drain path of the P-channel MOS transistor MP1 as the P-channel MOS transistor Path_SW of the switch SW2 is set to an appropriate substantially constant current level. As a result, when the secondary battery 26 connected to the power receiving system 3 connected to the external terminal SYS (T4) or the external terminal BAT (T3) is overloaded, the current consumption of the step-down DC-DC converter 2121 Can be prevented from becoming excessive. Note that, as shown on the right side of FIG. 6, the maximum value V IN — max of the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 is 20 volts, which is the maximum power supply voltage for wireless power feeding, and the maximum DC power supply of 20 volts. At the voltage V IN — max, the current limit detection voltage V_limit and the total current of the P-channel MOS transistor MP1 are each kept constant.

図6には、供給端子T1のDC電源電圧VINのレベルに応答した電流制限動作を実行する電流制限回路21241をバッテリ充電制御の半導体集積回路212が具備しない場合における抵抗R_limitの電流制限検出電圧V´_limitの特性も図示されている。すなわち、図6に示した電流制限検出電圧V´_limitの特性では、降圧DC−DCコンバータ2121の動作が停止する動作下限電圧VDC−DC_LIMIT以上の動作条件の電流制限検出電圧V´_limitはDC電源電圧VINのレベル変化に実質的に無関係となり基準電圧VREF_Uの値に実質的に一定に維持される。その結果、この場合には、供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが所定値VIN_minに低下しても、電流制限検出電圧V´_limitは基準電圧VREF_Uに一定に維持され、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流の電流レベルも大きな電流に維持される。従って、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1の大きな合計電流によって、整流回路211と受信側アンテナコイル25のインピーダンスに大きな電圧降下を生成する。その結果、この大きな電圧降下により供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINは降圧DC−DCコンバータ2121の動作下限電圧より低い電圧レベルに低下するので、降圧DC−DCコンバータ2121のスイッチングによるコンバータ動作が停止するものとなる。 FIG. 6 shows the current limit detection voltage of the resistor R_limit when the battery charge control semiconductor integrated circuit 212 does not include the current limit circuit 21241 that executes the current limit operation in response to the level of the DC power supply voltage VIN at the supply terminal T1. The characteristic of V′_limit is also shown. That is, in the characteristic of the current limit detection voltage V′_limit shown in FIG. 6, the current limit detection voltage V′_limit under the operating condition equal to or higher than the operation lower limit voltage V DC-DC_LIMIT where the operation of the step-down DC-DC converter 2121 stops is DC It becomes substantially irrelevant to the level change of the power supply voltage VIN , and is maintained substantially constant at the value of the reference voltage V REF — U. As a result, in this case, even if a DC supply voltage V IN supplied to the supply terminal T1 is reduced to a predetermined value V IN _min, current limit detection voltage V'_limit is maintained constant at the reference voltage V REF_U, The current level of the total current flowing through the source / drain path of the P-channel MOS transistor MP1 as the P-channel MOS transistor Path_SW of the switch SW2 is also maintained at a large current. Therefore, a large voltage drop is generated in the impedances of the rectifier circuit 211 and the reception-side antenna coil 25 by the large total current of the P-channel MOS transistor MP1 as the P-channel MOS transistor Path_SW of the switch SW2. As a result, the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 due to this large voltage drop falls to a voltage level lower than the operation lower limit voltage of the step-down DC-DC converter 2121. Therefore, the converter by switching of the step-down DC-DC converter 2121 The operation stops.

尚、図5に示した実施の形態1によるバッテリ充電制御の半導体集積回路212において、差動増幅器212411の第1反転入力端子−に供給される第2オフセット電圧Voffsetは、差動増幅器212411の第2反転入力端子−に供給される入力電圧検出出力電圧VIN_DIVが低レベルの選択電圧として差動増幅器212411によって選択されることを容易とするものである。更に、この第2オフセット電圧Voffsetは、差動増幅器212411の非反転入力端子+と第1反転入力端子−と第2反転入力端子−とに関係する内部誤差オフセット電圧による影響を軽減する機能も有するものである。更に差動増幅器212411の非反転入力端子+に供給される第1オフセット電圧Voffsetは、差動増幅器212411の第1反転入力端子−に供給される第2オフセット電圧Voffsetよる基準電圧VREF_Uへの影響を軽減する機能も有するものである。 In the battery charge control semiconductor integrated circuit 212 according to the first embodiment shown in FIG. 5, the second offset voltage Voffset supplied to the first inverting input terminal − of the differential amplifier 212411 is the same as that of the differential amplifier 212411. The input voltage detection output voltage V IN — DIV supplied to the 2 inverting input terminal − is easily selected by the differential amplifier 212411 as a low level selection voltage. Further, the second offset voltage Voffset also has a function of reducing the influence of the internal error offset voltage related to the non-inverting input terminal +, the first inverting input terminal −, and the second inverting input terminal − of the differential amplifier 212411. Is. Further, the first offset voltage Voffset supplied to the non-inverting input terminal + of the differential amplifier 212411 has an influence on the reference voltage V REF_U by the second offset voltage Voffset supplied to the first inverting input terminal − of the differential amplifier 212411. It also has a function to reduce the above.

《スイッチの合計電流の特性》
図7は、図4と図5に示した実施の形態1による電流制限回路21241の電流制限動作の特性によって実現されるスイッチSW2の合計電流I_limitの特性を示す図である。
<Characteristics of total switch current>
FIG. 7 is a diagram showing the characteristic of the total current I_limit of the switch SW2 realized by the characteristic of the current limiting operation of the current limiting circuit 21241 according to the first embodiment shown in FIGS.

図7において、動作点Aは、供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが略15ボルトの初期状態で、降圧DC−DCコンバータ2121のスイッチングによるコンバータ動作が開始することを示している。 In FIG. 7, an operating point A indicates that the converter operation by switching of the step-down DC-DC converter 2121 starts in the initial state where the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 is approximately 15 volts.

降圧DC−DCコンバータ2121のスイッチングによるコンバータ動作の開始の結果、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流I_limitは、図4と図5とに示した実施の形態1による電流制限回路21241の電流制限動作によって決定される。   As a result of the start of the converter operation by switching of the step-down DC-DC converter 2121, the total current I_limit flowing in the source / drain path of the P-channel MOS transistor MP1 as the P-channel MOS transistor Path_SW of the switch SW2 is shown in FIGS. It is determined by the current limiting operation of the current limiting circuit 21241 according to the first embodiment shown.

従って、供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが高レベルである場合には、図6の右側の基準電圧VREF_Uの値に実質的に一定に維持された電流制限検出電圧V_limitに依存して、図7の右側に示したようにスイッチSW2の合計電流I_limitも実質的に一定に維持された電流値となる。その結果、図7の右側に示したスイッチSW2の合計電流I_limitは、下記(4)式によって算出される Therefore, when the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 is at a high level, it depends on the current limit detection voltage V_limit maintained substantially constant at the value of the reference voltage V REF_U on the right side of FIG. As shown in the right side of FIG. 7, the total current I_limit of the switch SW2 is also a current value that is maintained substantially constant. As a result, the total current I_limit of the switch SW2 shown on the right side of FIG. 7 is calculated by the following equation (4).

Figure 0005998025
Figure 0005998025

その後に、供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが高レベルから低レベルに変化することによって、図6の左側に示したようにDC電源電圧VINのレベル低下に応答して低下する電流制限検出電圧V_limitに依存して、図7の左側に示したようにスイッチSW2の合計電流I_limitもDC電源電圧VINのレベル低下に応答して低下するものとなる。その結果、図7の左側に示したスイッチSW2の合計電流I_limitは、下記(5)式によって算出される Thereafter, as the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 changes from a high level to a low level, the DC power supply voltage VIN decreases in response to a decrease in the level of the DC power supply voltage VIN as shown on the left side of FIG. Depending on the current limit detection voltage V_limit, as shown on the left side of FIG. 7, the total current I_limit of the switch SW2 also decreases in response to the level decrease of the DC power supply voltage VIN . As a result, the total current I_limit of the switch SW2 shown on the left side of FIG. 7 is calculated by the following equation (5).

Figure 0005998025
Figure 0005998025

図7に示す動作点Bは、供給端子T1のDC電源電圧VINが略15ボルトの初期状態の動作点Aから出発して略8ボルト付近まで低下した状態を示している。このように、供給端子T1のDC電源電圧VINが略8ボルト付近に低下した動作点Bでは、低レベルのワイヤレス給電電流と低レベルの電流制限によるシステム給電電流とバッテリ充電電流との合計電流とがバランスしている。 The operating point B shown in FIG. 7 shows a state where the DC power supply voltage VIN of the supply terminal T1 starts from the operating point A in the initial state of approximately 15 volts and decreases to approximately 8 volts. As described above, at the operating point B where the DC power supply voltage VIN of the supply terminal T1 is lowered to about 8 volts, the total current of the low-level wireless power supply current, the system power-supply current due to the low-level current limit, and the battery charging current. And balance.

図7には、供給端子T1のDC電源電圧VINのレベルに応答した電流制限動作を実行する電流制限回路21241をバッテリ充電制御の半導体集積回路212が具備しない場合におけるスイッチSW2の合計電流I´_limitの特性も図示されている。すなわち、図7に示したスイッチSW2の合計電流I´_limitの特性では、降圧DC−DCコンバータ2121の動作が停止する動作下限電圧VDC−DC_LIMIT以上の動作条件での合計電流I´_limitはDC電源電圧VINのレベル変化に実質的に無関係となって実質的に一定に維持される。従って、この場合には、供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINが所定値VIN_minに低下しても、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流I´_limitの電流レベルも一定の電流に維持される。従って、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1の大きな合計電流によって、整流回路211と受信側アンテナコイル25のインピーダンスに大きな電圧降下を生成する。その結果、この大きな電圧降下により供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINは降圧DC−DCコンバータ2121の動作下限電圧より低い電圧レベルに低下するので、降圧DC−DCコンバータ2121のスイッチングによるコンバータ動作が停止するものとなる。 FIG. 7 shows the total current I ′ of the switch SW2 when the semiconductor integrated circuit 212 for battery charging control does not include the current limiting circuit 21241 that executes the current limiting operation in response to the level of the DC power supply voltage VIN at the supply terminal T1. The _limit property is also shown. That is, in the characteristic of the total current I′_limit of the switch SW2 shown in FIG. 7, the total current I′_limit under the operating condition equal to or higher than the operation lower limit voltage V DC-DC_LIMIT where the operation of the step-down DC-DC converter 2121 stops is DC The power supply voltage VIN remains substantially constant regardless of the level change. Therefore, in this case, even if a DC supply voltage V IN supplied to the supply terminal T1 is reduced to a predetermined value V IN _min, the source and drain of P-channel MOS transistor MP1 as P-channel MOS transistor Path_SW switch SW2 The current level of the total current I′_limit flowing through the path is also maintained at a constant current. Therefore, a large voltage drop is generated in the impedances of the rectifier circuit 211 and the reception-side antenna coil 25 by the large total current of the P-channel MOS transistor MP1 as the P-channel MOS transistor Path_SW of the switch SW2. As a result, the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1 due to this large voltage drop falls to a voltage level lower than the operation lower limit voltage of the step-down DC-DC converter 2121. Therefore, the converter by switching of the step-down DC-DC converter 2121 The operation stops.

《DC電源電圧のレベルに応答した電流制限動作を実行する電流制限回路を具備しない場合の半導体集積回路の動作》
図8は、供給端子T1のDC電源電圧VINのレベルに応答した電流制限動作を実行する電流制限回路21241をバッテリ充電制御の半導体集積回路212が具備しない場合における半導体集積回路212の動作を示す図である。
<< Operation of Semiconductor Integrated Circuit without Current Limiting Circuit for Performing Current Limiting Operation Responding to DC Power Supply Voltage Level >>
FIG. 8 shows the operation of the semiconductor integrated circuit 212 in the case where the battery charge control semiconductor integrated circuit 212 does not include the current limiting circuit 21241 that executes the current limiting operation in response to the level of the DC power supply voltage VIN at the supply terminal T1. FIG.

図8の上部に半導体集積回路212の各部の電圧波形の時間的変化が示され、図8の下部には半導体集積回路212の各部の電流波形の時間的変化が示されている。   The time change of the voltage waveform of each part of the semiconductor integrated circuit 212 is shown in the upper part of FIG. 8, and the time change of the current waveform of each part of the semiconductor integrated circuit 212 is shown in the lower part of FIG.

尚、図8の下部の電流波形に示したように、外部端子T11に接続された抵抗RICHGの抵抗値により調整されるバッテリ電流の最大値は、電流制限回路21241により制御される略一定の電流制限電流I´_limitよりも低レベルに設定されたものである。 As shown in the current waveform at the bottom of FIG. 8, the maximum value of the battery current adjusted by the resistance value of the resistor R ICHG connected to the external terminal T11 is substantially constant controlled by the current limiting circuit 21241. This is set to a level lower than the current limiting current I′_limit.

図8の第1期間T1において、低レベルのDC電源電圧VINの供給端子T1への供給が開始されて、供給端子T1のDC電源電圧VINのレベルが整流回路211と受信側アンテナコイル25との時定数に従って上昇を開始する。その一方で、外部端子SYS(T4)を介して受電側システム3に供給されるシステム供給電圧(SYS電圧)は、第1期間T1において2次電池26からのバッテリ電圧に設定される。 In the first period T1 in FIG. 8, the supply to the supply terminal T1 of the low-level DC power supply voltage V IN is started, the level of the DC power supply voltage V IN of the supply terminal T1 and the rectifier circuit 211 receiving antenna coil 25 Ascending according to the time constant. On the other hand, the system supply voltage (SYS voltage) supplied to the power receiving system 3 via the external terminal SYS (T4) is set to the battery voltage from the secondary battery 26 in the first period T1.

第1期間T1の経過中に供給端子T1のDC電源電圧VINは降圧DC−DCコンバータ2121のDC−DC起動電圧を超過するので、起動遅延時間を経過して、図8の第2期間T2において、降圧DC−DCコンバータ2121のスイッチングによるコンバータ動作を開始するものとなる。従って、この第2期間T2において、外部端子DDOUT2(T6)から生成される降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は上昇を開始する。第2期間T2の経過中に降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は所定の電圧を超過するので、この電圧超過に応答して入力電圧選択回路2124はスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1をオフ状態からオン状態に制御する。 Since the DC power supply voltage VIN of the supply terminal T1 exceeds the DC-DC start-up voltage of the step-down DC-DC converter 2121 during the elapse of the first period T1, the start-up delay time elapses and the second period T2 in FIG. Then, the converter operation by switching of the step-down DC-DC converter 2121 is started. Therefore, in the second period T2, the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 generated from the external terminal DDOUT2 (T6) starts to rise. Since the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 exceeds a predetermined voltage during the elapse of the second period T2, in response to this voltage excess, the input voltage selection circuit 2124 displays the P-channel MOS transistor of the switch SW2. The P-channel MOS transistor MP1 as Path_SW is controlled from the off state to the on state.

その結果、第3期間T3においては、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1のオン状態によって、外部端子SYS(T4)のシステム供給電圧(SYS電圧)は、外部端子DDOUT2(T6)から生成される降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)によって設定される。   As a result, in the third period T3, the system supply voltage (SYS voltage) of the external terminal SYS (T4) is stepped down from the external terminal DDOUT2 (T6) due to the ON state of the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2. It is set by the output voltage (DDOUT2 voltage) of the DC-DC converter 2121.

更に、第2期間T2の経過中に降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)が所定の電圧を超過することに応答して入力電圧選択回路2124の内部のタイマー回路は、図示しないクロック信号のカウント動作を実行しながら外部端子SYS(T4)と外部端子BAT(T3)の間のPチャネルMOSトランジスタMP3をオン状態に制御する。   Further, in response to the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 exceeding a predetermined voltage during the elapse of the second period T2, the timer circuit in the input voltage selection circuit 2124 receives a clock (not shown). While executing the signal counting operation, the P channel MOS transistor MP3 between the external terminal SYS (T4) and the external terminal BAT (T3) is controlled to be in an ON state.

すなわち、第4期間T4に外部端子SYS(T4)と外部端子BAT(T3)との間のPチャネルMOSトランジスタMP3がオン状態に制御されるので、2次電池26へのバッテリ充電電流の供給が開始される。バッテリ充電電流量が大きく、バッテリ供給電力が整流回路211からの送電電力よりも大きい場合には、整流回路211の出力電圧、すなわち、供給端子T1のDC電源電圧VINが低下する。従って、供給端子T1のDC電源電圧VINは第4期間T4の最後に降圧DC−DCコンバータ2121のDC−DC停止電圧より低い電圧レベルに低下するので、降圧DC−DCコンバータ2121のスイッチングによるコンバータ動作が停止するものとなる。尚、図4に示したDC−DC停止電圧は、上述した降圧DC−DCコンバータ2121の動作下限電圧を意味するものである。 That is, since the P-channel MOS transistor MP3 between the external terminal SYS (T4) and the external terminal BAT (T3) is controlled to be in the ON state in the fourth period T4, the battery charging current is supplied to the secondary battery 26. Be started. When the amount of battery charging current is large and the battery supply power is larger than the transmission power from the rectifier circuit 211, the output voltage of the rectifier circuit 211, that is, the DC power supply voltage VIN of the supply terminal T1 decreases. Therefore, since the DC power supply voltage VIN of the supply terminal T1 falls to a voltage level lower than the DC-DC stop voltage of the step-down DC-DC converter 2121 at the end of the fourth period T4, the converter by switching of the step-down DC-DC converter 2121 The operation stops. Note that the DC-DC stop voltage shown in FIG. 4 means the operation lower limit voltage of the step-down DC-DC converter 2121 described above.

第5期間T5では、降圧DC−DCコンバータ2121の動作停止とスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1のオフ状態とに応答して、バッテリ充電電流はゼロアンペアに設定される。その結果、整流回路211の出力電圧、すなわち、供給端子T1のDC電源電圧VINが上昇する。従って、その後の第6期間T6と第7期間T7とでは、第2期間T2および第3期間T3の動作と第4期間T4の動作とが反復される。 In the fifth period T5, in response to the operation stop of the step-down DC-DC converter 2121 and the OFF state of the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2, the battery charging current is set to zero ampere. As a result, the output voltage of the rectifier circuit 211, that is, the DC power supply voltage VIN of the supply terminal T1 increases. Accordingly, in the subsequent sixth period T6 and seventh period T7, the operations in the second period T2 and the third period T3 and the operation in the fourth period T4 are repeated.

以上説明したようにバッテリ供給電力が整流回路211からの送電電力よりも大きい場合には、供給端子T1のDC電源電圧VINが低下して、降圧DC−DCコンバータ2121が停止する。そのため、バッテリを充電できない状態となるものである。 As described above, when the battery supply power is larger than the transmission power from the rectifier circuit 211, the DC power supply voltage VIN at the supply terminal T1 decreases and the step-down DC-DC converter 2121 stops. Therefore, the battery cannot be charged.

《DC電源電圧のレベルに応答した電流制限動作を実行する電流制限回路を具備する場合での半導体集積回路の動作》
図9は、図4と図5とに示した実施の形態1による供給端子T1のDC電源電圧VINのレベルに応答した電流制限動作を実行する電流制限回路21241をバッテリ充電制御の半導体集積回路212が具備する場合における半導体集積回路212の動作を示す図である。
<< Operation of Semiconductor Integrated Circuit with Current Limiting Circuit for Performing Current Limiting Operation Responding to DC Power Supply Voltage Level >>
FIG. 9 shows a battery integrated circuit for controlling the current limiting circuit 21241 that performs a current limiting operation in response to the level of the DC power supply voltage VIN at the supply terminal T1 according to the first embodiment shown in FIGS. FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of the semiconductor integrated circuit 212 when the reference numeral 212 is provided.

図9の上部に実施の形態1による半導体集積回路212の各部の電圧波形の時間的変化が示され、図9の下部には実施の形態1による半導体集積回路212の各部の電流波形の時間的変化が示されている。   The time variation of the voltage waveform of each part of the semiconductor integrated circuit 212 according to the first embodiment is shown in the upper part of FIG. 9, and the time waveform of the current waveform of each part of the semiconductor integrated circuit 212 according to the first embodiment is shown in the lower part of FIG. Changes are shown.

尚、図9の下部の電流波形に示したように、外部端子T11に接続された抵抗RICHGの抵抗値により調整されるバッテリ電流の最大値は、電流制限回路21241によって制御される供給端子T1のDC電源電圧VINのレベルに応答した電流制限電流I_limitの最大値よりも低レベルに設定されたものである。 Note that, as shown in the current waveform at the bottom of FIG. 9, the maximum value of the battery current adjusted by the resistance value of the resistor R ICHG connected to the external terminal T11 is the supply terminal T1 controlled by the current limiting circuit 21241. Is set at a level lower than the maximum value of the current limiting current I_limit in response to the level of the DC power supply voltage VIN .

図9の第1期間T1において、低レベルのDC電源電圧VINの供給端子T1への供給が開始されて、供給端子T1のDC電源電圧VINのレベルが整流回路211と受信側アンテナコイル25との時定数に従って上昇を開始する。その一方で、外部端子SYS(T4)を介して受電側システム3に供給されるシステム供給電圧(SYS電圧)は、第1期間T1において2次電池26からのバッテリ電圧に設定される。 In the first period T1 in FIG. 9, the supply to the supply terminal T1 of the low-level DC power supply voltage V IN is started, the level of the DC power supply voltage V IN of the supply terminal T1 and the rectifier circuit 211 receiving antenna coil 25 Ascending according to the time constant. On the other hand, the system supply voltage (SYS voltage) supplied to the power receiving system 3 via the external terminal SYS (T4) is set to the battery voltage from the secondary battery 26 in the first period T1.

第1期間T1の経過中に供給端子T1のDC電源電圧VINは降圧DC−DCコンバータ2121のDC−DC起動電圧を超過するので、起動遅延時間を経過して、図9の第2期間T2において、降圧DC−DCコンバータ2121のスイッチングによるコンバータ動作を開始する。従って、この第2期間T2で、外部端子DDOUT2(T6)から生成される降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は上昇を開始する。第2期間T2の経過中に降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は所定の電圧を超過するので、この電圧超過に応答して入力電圧選択回路2124はスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1をオフ状態からオン状態に制御する。 Since the DC power supply voltage VIN of the supply terminal T1 exceeds the DC-DC start-up voltage of the step-down DC-DC converter 2121 during the elapse of the first period T1, the start-up delay time elapses and the second period T2 in FIG. , The converter operation by switching of the step-down DC-DC converter 2121 is started. Accordingly, in the second period T2, the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 generated from the external terminal DDOUT2 (T6) starts to rise. Since the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 exceeds a predetermined voltage during the elapse of the second period T2, in response to this voltage excess, the input voltage selection circuit 2124 displays the P-channel MOS transistor of the switch SW2. The P-channel MOS transistor MP1 as Path_SW is controlled from the off state to the on state.

その結果、第3期間T3ではスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1のオン状態によって外部端子SYS(T4)のシステム供給電圧(SYS電圧)は、外部端子DDOUT2(T6)から生成される降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)によって設定される。   As a result, in the third period T3, the system supply voltage (SYS voltage) of the external terminal SYS (T4) is step-down DC-DC generated from the external terminal DDOUT2 (T6) due to the ON state of the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2. It is set by the output voltage (DDOUT2 voltage) of converter 2121.

更に、第2期間T2の経過中に降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)が所定の電圧を超過することに応答して入力電圧選択回路2124の内部のタイマー回路は、図示しないクロック信号のカウント動作を実行しながら外部端子SYS(T4)と外部端子BAT(T3)の間のPチャネルMOSトランジスタMp3をオン状態に制御する。   Further, in response to the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 exceeding a predetermined voltage during the elapse of the second period T2, the timer circuit in the input voltage selection circuit 2124 receives a clock (not shown). While executing the signal counting operation, the P-channel MOS transistor Mp3 between the external terminal SYS (T4) and the external terminal BAT (T3) is controlled to be in an ON state.

第4期間T4には外部端子SYS(T4)と外部端子BAT(T3)との間のPチャネルMOSトランジスタMp3がオン状態に制御されるので、2次電池26のバッテリ充電電流の供給が開始される。しかし、バッテリ充電電流量が大きく、バッテリ供給電力が整流回路211からの送電電力よりも大きい場合には、整流回路211の出力電圧、すなわち、供給端子T1のDC電源電圧VINは、第4期間T4において低下するものである。 In the fourth period T4, since the P-channel MOS transistor Mp3 between the external terminal SYS (T4) and the external terminal BAT (T3) is controlled to be on, supply of the battery charge current of the secondary battery 26 is started. The However, when the battery charging current amount is large and the battery supply power is larger than the transmission power from the rectifier circuit 211, the output voltage of the rectifier circuit 211, that is, the DC power supply voltage VIN of the supply terminal T1 is the fourth period. It decreases at T4.

図4と図5に示した実施の形態1によれば、供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINのレベルの低下に応答してスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流の電流制限レベルも低下するものである。 According to the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the P-channel MOS transistor as the P-channel MOS transistor Path_SW of the switch SW2 in response to the decrease in the level of the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1. The current limit level of the total current flowing through the source / drain path of MP1 also decreases.

第5期間T5では、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタPath_SWとしてのPチャネルMOSトランジスタMP1のソース・ドレイン経路に流れる合計電流I_limitの電流制限レベルは、供給端子T1に供給されるDC電源電圧VINのレベルの低下に応答して低下するものである。 In the fifth period T5, the current limit level of the total current I_limit flowing in the source / drain path of the P-channel MOS transistor MP1 as the P-channel MOS transistor Path_SW of the switch SW2 is the DC power supply voltage VIN supplied to the supply terminal T1. It decreases in response to a decrease in level.

第6期間T6では、2次電池26へのバッテリ充電電流は、低下中のスイッチSW2の合計電流I_limitの電流制限レベルによって低レベルに設定される。   In the sixth period T6, the battery charging current to the secondary battery 26 is set to a low level according to the current limit level of the total current I_limit of the switch SW2 that is decreasing.

その結果、第7期間T7では供給端子T1のDC電源電圧VINに応答したスイッチSW2による電流制限機能によりバッテリ充電電流が抑制されるため、供給端子T1のDC電源電圧VINは降圧DC−DCコンバータ2121のDC−DC停止電圧より高い電圧レベルに維持される。従って、図4と図5に示した実施の形態1による供給端子T1のDC電源電圧VINのレベルに応答した電流制限動作を実行する電流制限回路21241を利用することによって、降圧DC−DCコンバータ2121の動作が停止して、バッテリ充電電流を供給できなくなる言う問題を解消することが可能となる。 As a result, the battery charging current is suppressed by the current limiting function by the switch SW2 in response to the DC supply voltage V IN of the seventh period T7 in the supply terminal T1, a DC supply voltage V IN of the supply terminal T1 buck DC-DC It is maintained at a voltage level higher than the DC-DC stop voltage of converter 2121. Therefore, by using the current limiting circuit 21241 that performs a current limiting operation in response to the level of the DC power supply voltage VIN of the supply terminal T1 according to the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5, a step-down DC-DC converter is used. The problem that the operation of 2121 stops and the battery charging current cannot be supplied can be solved.

《ワイヤレス給電時に電流制限電流を最大バッテリ電流よりも高く設定した場合の動作》
図10は、ワイヤレス給電によって中間レベルまたは高レベルのDC電源電圧VINが供給端子T1に供給される状態でスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1の電流制限電流を抵抗RICHGによって調整される最大バッテリ電流よりも高く設定した場合の半導体集積回路212の動作を示す図である。
<Operation when the current limit current is set higher than the maximum battery current during wireless power supply>
FIG. 10 shows a maximum battery in which the current limiting current of the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2 is adjusted by the resistor R ICHG in a state where the intermediate level or high level DC power supply voltage VIN is supplied to the supply terminal T1 by wireless power feeding. It is a figure which shows operation | movement of the semiconductor integrated circuit 212 at the time of setting higher than an electric current.

図10の上部には実施の形態1による半導体集積回路212の各部の電圧波形の時間的変化が示され、図10の下部には実施の形態1による半導体集積回路212の各部の電流波形の時間的変化が示されている。   The upper part of FIG. 10 shows the temporal change of the voltage waveform of each part of the semiconductor integrated circuit 212 according to the first embodiment, and the lower part of FIG. 10 shows the time of the current waveform of each part of the semiconductor integrated circuit 212 according to the first embodiment. Changes are shown.

尚、図10の下部の電流波形に示したように、外部端子T11に接続された抵抗RICHGの抵抗値によって調整される最大バッテリ電流の値よりも、電流制限回路21241によって制御される供給端子T1のDC電源電圧VINの略一定の中間レベルまたは高レベルに応答した電流制限電流(I_limit)の最大値が高く設定されたものである。 As shown in the current waveform at the bottom of FIG. 10, the supply terminal controlled by the current limiting circuit 21241 rather than the maximum battery current value adjusted by the resistance value of the resistor R ICHG connected to the external terminal T11. The maximum value of the current limiting current (I_limit) in response to a substantially constant intermediate level or high level of the DC power supply voltage VIN of T1 is set high.

図10の期間T11では、図10の下部の電流波形に示したように、ワイヤレス給電の時間経過に従って受電側システム3に供給されるシステム給電電流が増加して、2次電池26のバッテリ充電のために略一定値の最大バッテリ電流が流れおり、システム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流は増加する。図10の期間T11では、図10の上部の電圧波形に示したように、降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は略一定に維持され、外部端子SYS(T4)のシステム供給電圧(SYS電圧)は低下して、外部端子BAT(T3)のバッテリ電圧(BAT電圧)は増加する。   In the period T11 of FIG. 10, as shown in the current waveform at the bottom of FIG. 10, the system power supply current supplied to the power receiving system 3 increases as the time of wireless power supply elapses, and the battery charge of the secondary battery 26 increases. Therefore, a maximum battery current having a substantially constant value flows, and the total current of the system power supply current and the battery charging current increases. In the period T11 of FIG. 10, the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 is maintained substantially constant as shown in the upper voltage waveform of FIG. 10, and the system supply voltage of the external terminal SYS (T4) is maintained. (SYS voltage) decreases, and the battery voltage (BAT voltage) of the external terminal BAT (T3) increases.

図10の期間T12では、図10の下部の電流波形に示したようにシステム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流の増加は、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1での電流制限電流(I_limit)の一定値によってクランプされている。従って、図10の期間T12では、時間経過とともにシステム給電電流が増加するのに対してバッテリ充電電流は減少する。更に、図10の期間T12では、図10の上部の電圧波形に示したように、降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は一定に維持され、外部端子SYS(T4)のシステム供給電圧(SYS電圧)も一定に維持されて、外部端子BAT(T3)のバッテリ電圧(BAT電圧)は増加する。   In the period T12 of FIG. 10, as shown in the current waveform at the bottom of FIG. 10, the increase in the total current of the system power supply current and the battery charging current is the current limit current (I_limit) in the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2. Clamped by a constant value. Therefore, in the period T12 of FIG. 10, the system power supply current increases with time, while the battery charging current decreases. Further, in the period T12 of FIG. 10, as shown in the voltage waveform at the top of FIG. 10, the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 is kept constant, and the system supply of the external terminal SYS (T4) is performed. The voltage (SYS voltage) is also maintained constant, and the battery voltage (BAT voltage) at the external terminal BAT (T3) increases.

図10の期間T13では、図10の下部の電流波形に示したようにシステム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流の増加は、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1での電流制限電流(I_limit)の一定値によりクランプされている。一方、図10の期間T13では、システム給電電流はクランプレベルのスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1での電流制限電流(I_limit)を超過しているので、2次電池26のためのバッテリ充電電流はゼロアンペア以下の負の電流値となり、2次電池26から受電側システム3にバッテリ放電電流が供給される。更に、図10の期間T13では、図10の上部の電圧波形に示したように、降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は一定に維持され、外部端子SYS(T4)のシステム供給電圧(SYS電圧)は若干低下して、外部端子BAT(T3)のバッテリ電圧(BAT電圧)も若干低下する。   In the period T13 of FIG. 10, as shown in the current waveform at the bottom of FIG. 10, the increase in the total current of the system power supply current and the battery charging current is the current limit current (I_limit) in the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2. Clamped by a constant value. On the other hand, in the period T13 of FIG. 10, the system power supply current exceeds the current limiting current (I_limit) in the P-channel MOS transistor MP1 of the clamp level switch SW2, so the battery charging current for the secondary battery 26 is A negative current value of zero ampere or less is obtained, and the battery discharge current is supplied from the secondary battery 26 to the power receiving system 3. Furthermore, in the period T13 of FIG. 10, as shown in the voltage waveform at the top of FIG. 10, the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 is maintained constant, and the system supply of the external terminal SYS (T4) is performed. The voltage (SYS voltage) slightly decreases, and the battery voltage (BAT voltage) of the external terminal BAT (T3) also decreases slightly.

図10の期間T14では、図10の下部の電流波形に示したようにシステム給電電流はクランプレベルのスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1での電流制限電流(I_limit)よりも小さなレベルに減少する。従って、期間T14では、システム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流はスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1の電流制限電流(I_limit)の一定値によってクランプされ、バッテリ充電電流は増加する。更に、図10の期間T14では、図10の上部の電圧波形に示したように、降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は一定に維持されて、外部端子SYS(T4)のシステム供給電圧(SYS電圧)も一定に維持され、外部端子BAT(T3)のバッテリ電圧(BAT電圧)は増加する。   In the period T14 in FIG. 10, the system power supply current decreases to a level smaller than the current limiting current (I_limit) in the P-channel MOS transistor MP1 of the clamp level switch SW2 as shown in the current waveform in the lower part of FIG. Therefore, in the period T14, the total current of the system power supply current and the battery charging current is clamped by a constant value of the current limiting current (I_limit) of the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2, and the battery charging current increases. Furthermore, in the period T14 of FIG. 10, as shown in the voltage waveform at the top of FIG. 10, the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 is maintained constant, and the system of the external terminal SYS (T4) is maintained. The supply voltage (SYS voltage) is also maintained constant, and the battery voltage (BAT voltage) at the external terminal BAT (T3) increases.

図10の期間T15では、図10の下部の電流波形に示したように、バッテリ充電電流は略一定値の最大バッテリ電流に維持される一方、システム給電電流は減少しているので、システム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流はスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1の電流制限電流(I_limit)よりも低いレベルに減少する。更に図10の期間T15では、図10の上部の電圧波形に示したように、降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は一定に維持されて、外部端子SYS(T4)のシステム供給電圧(SYS電圧)は増加して、外部端子BAT(T3)のバッテリ電圧(BAT電圧)も増加する。   In the period T15 in FIG. 10, as shown in the current waveform at the bottom of FIG. 10, the battery charging current is maintained at the maximum battery current at a substantially constant value, while the system feeding current is decreased. The total current of the battery charging current is reduced to a level lower than the current limiting current (I_limit) of the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2. Further, in the period T15 in FIG. 10, as shown in the upper voltage waveform in FIG. 10, the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 is kept constant, and the system supply of the external terminal SYS (T4) is performed. The voltage (SYS voltage) increases, and the battery voltage (BAT voltage) of the external terminal BAT (T3) also increases.

図10に示した半導体集積回路212の動作によって、ワイヤレス給電による受電側システム3へのシステム給電と2次電池26への充電とが実行されるものである。   By the operation of the semiconductor integrated circuit 212 shown in FIG. 10, system power feeding to the power receiving side system 3 by wireless power feeding and charging to the secondary battery 26 are executed.

《ワイヤレス給電時に最大バッテリ電流を電流制限電流よりも高く設定した場合の動作》
図11は、ワイヤレス給電によって中間レベルまたは高レベルのDC電源電圧VINが供給端子T1に供給される状態で抵抗RICHGによって調整される最大バッテリ電流をスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1の電流制限電流よりも高く設定した場合の半導体集積回路212の動作を示す図である。
<Operation when the maximum battery current is set higher than the current limit current during wireless power supply>
FIG. 11 shows the current limit of the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2 with the maximum battery current adjusted by the resistor R ICHG in a state where the intermediate or high level DC power supply voltage VIN is supplied to the supply terminal T1 by wireless power feeding. It is a figure which shows operation | movement of the semiconductor integrated circuit 212 at the time of setting higher than an electric current.

図11の上部には実施の形態1による半導体集積回路212の各部の電圧波形の時間的変化が示され、図11の下部には実施の形態1による半導体集積回路212の各部の電流波形の時間的変化が示されている。   11 shows the time variation of the voltage waveform of each part of the semiconductor integrated circuit 212 according to the first embodiment, and the lower part of FIG. 11 shows the time of the current waveform of each part of the semiconductor integrated circuit 212 according to the first embodiment. Changes are shown.

尚、図11の下部の電流波形に示したように、電流制限回路21241によって制御される供給端子T1のDC電源電圧VINの略一定の中間レベルまたは高レベルに応答した電流制限電流(I_limit)の最大値よりも、外部端子T11に接続された抵抗RICHGの抵抗値によって調整される最大バッテリ電流の値が高く設定されたものである。 As shown in the current waveform at the bottom of FIG. 11, the current limit current (I_limit) in response to a substantially constant intermediate level or high level of the DC power supply voltage VIN of the supply terminal T1 controlled by the current limit circuit 21241. The maximum battery current value adjusted by the resistance value of the resistor R ICHG connected to the external terminal T11 is set higher than the maximum value of.

図11の期間T11では、図11の下部の電流波形に示したように、ワイヤレス給電の時間経過に従って受電側システム3に供給されるシステム給電電流が略ゼロアンペアに維持されて、2次電池26のバッテリ充電のためのバッテリ充電電流はスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1での電流制限電流(I_limit)の一定値によりクランプされている。従って、図11の期間T11では、システム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流も、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1での電流制限電流(I_limit)の一定値によってクランプされている。図11の期間T11では、図11の上部の電圧波形に示したように、降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は略一定に維持され、外部端子SYS(T4)のシステム供給電圧(SYS電圧)も略一定に維持され、外部端子BAT(T3)のバッテリ電圧(BAT電圧)は増加する。   In the period T11 of FIG. 11, as shown in the current waveform at the bottom of FIG. 11, the system power supply current supplied to the power receiving system 3 is maintained at substantially zero ampere as the wireless power supply time elapses, and the secondary battery 26 The battery charging current for charging the battery is clamped by a constant value of the current limiting current (I_limit) in the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2. Therefore, in the period T11 in FIG. 11, the total current of the system power supply current and the battery charging current is also clamped by a constant value of the current limiting current (I_limit) in the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2. In the period T11 in FIG. 11, the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 is maintained substantially constant as shown in the upper voltage waveform in FIG. 11, and the system supply voltage of the external terminal SYS (T4) (SYS voltage) is also maintained substantially constant, and the battery voltage (BAT voltage) of the external terminal BAT (T3) increases.

図11の期間T12では、図11の下部の電流波形に示したようにシステム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流は、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1での電流制限電流(I_limit)の一定値によってクランプされている。一方、図11の期間T12では、時間経過とともにシステム給電電流が増加するのに対してバッテリ充電電流は減少する。更に、図11の期間T12では、図11の上部の電圧波形に示したように、降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は一定に維持され、外部端子SYS(T4)のシステム供給電圧(SYS電圧)も一定に維持され、外部端子BAT(T3)のバッテリ電圧(BAT電圧)は増加する。   In the period T12 in FIG. 11, the total current of the system power supply current and the battery charging current is a constant value of the current limiting current (I_limit) in the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2, as shown in the current waveform at the bottom of FIG. Is clamped by. On the other hand, in the period T12 of FIG. 11, the system power supply current increases with time, whereas the battery charging current decreases. Further, in the period T12 of FIG. 11, as shown in the voltage waveform at the top of FIG. 11, the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 is maintained constant, and the system supply of the external terminal SYS (T4) is performed. The voltage (SYS voltage) is also kept constant, and the battery voltage (BAT voltage) at the external terminal BAT (T3) increases.

図11の期間T13では、図11の下部の電流波形に示したようにシステム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流の増加は、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1での電流制限電流(I_limit)の一定値によりクランプされている。一方、図11の期間T13では、システム給電電流はクランプレベルのスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1での電流制限電流(I_limit)を超過しているので、2次電池26のためのバッテリ充電電流はゼロアンペア以下の負の電流値となり、2次電池26から受電側システム3にバッテリ放電電流が供給される。更に、図11の期間T13では、図11の上部の電圧波形に示したように、降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は一定に維持され、外部端子SYS(T4)のシステム供給電圧(SYS電圧)は若干低下して、外部端子BAT(T3)のバッテリ電圧(BAT電圧)も若干低下する。   In the period T13 of FIG. 11, as shown in the current waveform at the bottom of FIG. 11, the increase in the total current of the system power supply current and the battery charging current is the current limit current (I_limit) in the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2. Clamped by a constant value. On the other hand, in the period T13 in FIG. 11, the system power supply current exceeds the current limiting current (I_limit) in the P-channel MOS transistor MP1 of the clamp level switch SW2, so the battery charging current for the secondary battery 26 is A negative current value of zero ampere or less is obtained, and the battery discharge current is supplied from the secondary battery 26 to the power receiving system 3. Further, in the period T13 in FIG. 11, as shown in the upper voltage waveform in FIG. 11, the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 is maintained constant, and the system supply of the external terminal SYS (T4) is performed. The voltage (SYS voltage) slightly decreases, and the battery voltage (BAT voltage) of the external terminal BAT (T3) also decreases slightly.

図11の期間T14では、図11の下部の電流波形に示したようにシステム給電電流はクランプレベルのスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1での電流制限電流(I_limit)よりも小さなレベルに減少する。従って、期間T14では、システム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流はスイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1の電流制限電流(I_limit)の一定値によってクランプされて、バッテリ充電電流は増加する。更に、図11の期間T14では、図11の上部の電圧波形に示したように、降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は一定に維持されて、外部端子SYS(T4)のシステム供給電圧(SYS電圧)も一定に維持され、外部端子BAT(T3)のバッテリ電圧(BAT電圧)は増加する。   In the period T14 in FIG. 11, the system power supply current decreases to a level smaller than the current limiting current (I_limit) in the P-channel MOS transistor MP1 of the clamp level switch SW2 as shown in the current waveform in the lower part of FIG. Therefore, in the period T14, the total current of the system power supply current and the battery charging current is clamped by a constant value of the current limiting current (I_limit) of the P-channel MOS transistor MP1 of the switch SW2, and the battery charging current increases. Further, in the period T14 of FIG. 11, as shown in the voltage waveform at the top of FIG. 11, the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 is maintained constant, and the system of the external terminal SYS (T4) is maintained. The supply voltage (SYS voltage) is also maintained constant, and the battery voltage (BAT voltage) at the external terminal BAT (T3) increases.

図11の期間T15では、図11の下部の電流波形に示したように、システム給電電流は略ゼロアンペアに維持される一方、バッテリ充電電流およびシステム給電電流とバッテリ充電電流の合計電流は、スイッチSW2のPチャネルMOSトランジスタMP1での電流制限電流(I_limit)の一定値によりクランプされている。更に図11の期間T15では、図11の上部の電圧波形に示したように、降圧DC−DCコンバータ2121の出力電圧(DDOUT2電圧)は一定に維持されて、外部端子SYS(T4)のシステム供給電圧(SYS電圧)も一定に維持され、外部端子BAT(T3)のバッテリ電圧(BAT電圧)も増加する。   In the period T15 of FIG. 11, as shown in the current waveform at the bottom of FIG. 11, the system power supply current is maintained at substantially zero amperes, while the battery charging current and the total current of the system power supply current and the battery charging current are Clamped by a constant value of the current limiting current (I_limit) in the P-channel MOS transistor MP1 of SW2. Further, in the period T15 in FIG. 11, as shown in the voltage waveform at the top in FIG. 11, the output voltage (DDOUT2 voltage) of the step-down DC-DC converter 2121 is maintained constant, and the system supply of the external terminal SYS (T4) is performed. The voltage (SYS voltage) is also kept constant, and the battery voltage (BAT voltage) of the external terminal BAT (T3) also increases.

図11に示した半導体集積回路212の動作によって、ワイヤレス給電による受電側システム3へのシステム給電と2次電池26への充電とが実行されるものである。   By the operation of the semiconductor integrated circuit 212 shown in FIG. 11, system power feeding to the power receiving system 3 by wireless power feeding and charging to the secondary battery 26 are executed.

以上、本発明者によってなされた発明を種々の実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on various embodiments. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば、本半導体集積回路が搭載される電子機器は、多機能携帯電話やタブレットPC等のような携帯型パーソナルコンピュータに限定されるものではなく、デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラや携帯音楽プレイヤーや携帯DVDプレイヤー等に適用することが可能である。   For example, an electronic device in which the semiconductor integrated circuit is mounted is not limited to a portable personal computer such as a multi-function mobile phone or a tablet PC, but a digital video camera, a digital still camera, a portable music player, a portable music player, or the like. It can be applied to a DVD player or the like.

1…送電回路
2…受電回路
3…受電側システム
10…ACアダプタ
11…マイクロコントローラユニット(MCU)
111…認証処理機能
112…暗号処理機能
12…送電制御回路
121…整流回路
122…RFドライバ
13…送電側アンテナコイル
21…受電制御回路
211…整流回路
22…マイクロコントローラユニット(MCU)
221…認証処理機能
222…暗号処理機能
23…USB接続インターフェース
24…AC電源接続インターフェース
25…受電側アンテナコイル
26…2次電池
212…半導体集積回路
T1〜T10…端子
D1、D2…ショットキーダイオード
2121…降圧DC−DCコンバータ
2122…リニア・レギュレータ
2123…USB種別検出回路
2124…入力電圧選択回路
2125…外部インターフェース
2126…内蔵レギュレータ
2127…ゲート駆動制御回路
SW1、SW2、SW3、SW4…スイッチ
Mp1、Mp2、Mp3…PチャネルMOSトランジスタ
Mn1、Mn2、Mn3…NチャネルMOSトランジスタ
L1…インダクター
C1…容量
21211…PWM制御回路
21212…ハイサイドスイッチ
21213…サイドスイッチ
21241…電流制限回路
21242…入力電圧検出回路
21243…ローパスフィルタ
212411…差動増幅器
212412…オフセット電圧回路
212413…電圧制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power transmission circuit 2 ... Power reception circuit 3 ... Power receiving side system 10 ... AC adapter 11 ... Microcontroller unit (MCU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 111 ... Authentication processing function 112 ... Encryption processing function 12 ... Power transmission control circuit 121 ... Rectification circuit 122 ... RF driver 13 ... Power transmission side antenna coil 21 ... Power reception control circuit 211 ... Rectification circuit 22 ... Microcontroller unit (MCU)
221 ... Authentication processing function 222 ... Cryptographic processing function 23 ... USB connection interface 24 ... AC power supply connection interface 25 ... Power receiving side antenna coil 26 ... Secondary battery 212 ... Semiconductor integrated circuit T1 to T10 ... Terminals D1, D2 ... Schottky diode 2121 ... Step-down DC-DC converter 2122 ... Linear regulator 2123 ... USB type detection circuit 2124 ... Input voltage selection circuit 2125 ... External interface 2126 ... Built-in regulator 2127 ... Gate drive control circuit SW1, SW2, SW3, SW4 ... Switch Mp1, Mp2, Mp3: P-channel MOS transistor Mn1, Mn2, Mn3 ... N-channel MOS transistor L1: Inductor C1: Capacitance 21211 ... PWM control circuit 21212 ... High-side switch 1213 ... side switch 21241 ... current limiting circuit 21242 ... input voltage detection circuit 21243 ... low-pass filter 212 411 ... differential amplifier 212412 ... offset voltage circuit 212413 ... voltage control circuit

Claims (14)

半導体集積回路は、入力端子と、DC−DCコンバータと、出力端子と、電源スイッチトランジスタと、電流制限回路と、入力電圧検出回路とを具備して、
前記入力端子には、RF受信信号の整流・平滑によって生成されるDC入力電圧が供給可能とされ、
前記DC−DCコンバータは、前記入力端子に供給される前記DC入力電圧から、所望の電圧レベルを有するDC出力電圧をコンバータ出力端子から生成可能とされ、
前記出力端子は、前記DC出力電圧を使用して外部のバッテリの充電もしくは外部の受電側システムの給電が可能とされ、
前記電源スイッチトランジスタは、前記出力端子と前記DC−DCコンバータの前記コンバータ出力端子との間の電気的導通を可能として、
前記電流制限回路は、前記コンバータ出力端子から前記出力端子に流れる前記電源スイッチトランジスタの負荷電流の電流制限を実行して、
前記入力電圧検出回路は、前記入力端子に供給される前記DC入力電圧のレベル検出によって入力電圧検出信号を生成して、当該入力電圧検出信号を前記電流制限回路に供給して、
前記電流制限回路は前記入力電圧検出回路から供給される前記入力電圧検出信号に応答して、前記電源スイッチトランジスタの前記電流制限による最大電流の値を制御して、
前記入力端子に供給される前記DC入力電圧が高レベルである場合には、前記電流制限回路は前記入力電圧検出信号に応答して前記電源スイッチトランジスタの前記電流制限による最大電流の前記値を大きい電流に制御して、
前記入力端子に供給される前記DC入力電圧が前記高レベルよりも低い低レベルである場合には、前記電流制限回路は前記入力電圧検出信号に応答して前記電源スイッチトランジスタの前記電流制限による最大電流の前記値を前記大きい電流よりも小さい電流に制御して、
前記電源スイッチトランジスタは、ソースとドレインが前記コンバータ出力端子と前記出力端子にそれぞれ接続されたPチャネルMOSトランジスタであり、
前記電源スイッチトランジスタの前記PチャネルMOSトランジスタのゲートが前記電流制限回路によって制御され、
前記電流制限回路は、制御PチャネルMOSトランジスタと検出抵抗と差動増幅器とを含み、
前記制御PチャネルMOSトランジスタのソースとドレインとは、前記コンバータ出力端子と前記検出抵抗の一端にそれぞれ接続され、前記検出抵抗の他端は接地電位に接続され、
前記差動増幅器の第1反転入力端子と第2反転入力端子と非反転入力端子には、基準電圧と前記入力電圧検出信号と前記検出抵抗の前記一端の検出電圧とがそれぞれ供給され、
前記PチャネルMOSトランジスタの前記ゲートと前記制御PチャネルMOSトランジスタのゲートとは、前記差動増幅器の出力信号により制御され、
前記差動増幅器は前記第1反転入力端子の前記基準電圧と前記第2反転入力端子の前記入力電圧検出信号のうちの低レベルの電圧レベルを選択して、当該選択された低レベルの電圧レベルに非反転入力端子の前記検出電圧が一致するように前記差動増幅器の前記出力信号が前記制御PチャネルMOSトランジスタのドレイン電流を制御する
半導体集積回路。
The semiconductor integrated circuit includes an input terminal, a DC-DC converter, an output terminal, a power switch transistor, a current limiting circuit, and an input voltage detection circuit.
The input terminal can be supplied with a DC input voltage generated by rectification and smoothing of an RF reception signal,
The DC-DC converter can generate a DC output voltage having a desired voltage level from the converter output terminal from the DC input voltage supplied to the input terminal.
The output terminal is capable of charging an external battery or feeding an external power receiving system using the DC output voltage,
The power switch transistor enables electrical conduction between the output terminal and the converter output terminal of the DC-DC converter,
The current limiting circuit executes current limitation of a load current of the power switch transistor flowing from the converter output terminal to the output terminal,
The input voltage detection circuit generates an input voltage detection signal by detecting a level of the DC input voltage supplied to the input terminal, and supplies the input voltage detection signal to the current limiting circuit.
In response to the input voltage detection signal supplied from the input voltage detection circuit, the current limit circuit controls the maximum current value due to the current limit of the power switch transistor,
When the DC input voltage supplied to the input terminal is at a high level, the current limiting circuit increases the value of the maximum current due to the current limitation of the power switch transistor in response to the input voltage detection signal. Control to current,
When the DC input voltage supplied to the input terminal is at a low level lower than the high level, the current limit circuit is responsive to the input voltage detection signal to maximize the current limit of the power switch transistor. Controlling the value of the current to a smaller current than the larger current ;
The power switch transistor is a P-channel MOS transistor whose source and drain are connected to the converter output terminal and the output terminal, respectively.
The gate of the P-channel MOS transistor of the power switch transistor is controlled by the current limiting circuit;
The current limiting circuit includes a control P-channel MOS transistor, a detection resistor, and a differential amplifier,
The source and drain of the control P-channel MOS transistor are connected to the converter output terminal and one end of the detection resistor, respectively, and the other end of the detection resistor is connected to the ground potential.
A reference voltage, the input voltage detection signal, and a detection voltage at the one end of the detection resistor are respectively supplied to the first inverting input terminal, the second inverting input terminal, and the non-inverting input terminal of the differential amplifier.
The gate of the P channel MOS transistor and the gate of the control P channel MOS transistor are controlled by an output signal of the differential amplifier,
The differential amplifier selects a low voltage level among the reference voltage of the first inverting input terminal and the input voltage detection signal of the second inverting input terminal, and the selected low voltage level The semiconductor integrated circuit , wherein the output signal of the differential amplifier controls the drain current of the control P-channel MOS transistor so that the detected voltage at the non-inverting input terminal coincides with the control voltage.
請求項1において、
前記第1反転入力端子の前記基準電圧が前記第2反転入力端子の前記入力電圧検出信号より低レベルである場合には、前記基準電圧に前記検出電圧が一致するように前記制御PチャネルMOSトランジスタのドレイン電流が制御され、
前記第2反転入力端子の前記入力電圧検出信号が前記第1反転入力端子の前記基準電圧より低レベルである場合には、前記入力電圧検出信号に前記検出電圧が一致するように前記制御PチャネルMOSトランジスタのドレイン電流が制御される
半導体集積回路。
In claim 1,
When the reference voltage at the first inverting input terminal is at a lower level than the input voltage detection signal at the second inverting input terminal, the control P-channel MOS transistor so that the detection voltage matches the reference voltage. The drain current of the
When the input voltage detection signal of the second inverting input terminal is at a level lower than the reference voltage of the first inverting input terminal, the control P channel is set so that the detection voltage matches the input voltage detection signal. A semiconductor integrated circuit in which the drain current of the MOS transistor is controlled .
請求項2において、
前記電流制限回路は、第1オフセット電圧と第2オフセット電圧とを生成するオフセット電圧回路を更に含み、
前記第1オフセット電圧と前記検出電圧の第1合計電圧が前記差動増幅器の前記非反転入力端子に供給され、前記第2オフセット電圧と前記基準電圧の第2合計電圧が前記差動増幅器の前記第1反転入力端子に供給される
半導体集積回路。
In claim 2,
The current limiting circuit further includes an offset voltage circuit that generates a first offset voltage and a second offset voltage;
A first total voltage of the first offset voltage and the detection voltage is supplied to the non-inverting input terminal of the differential amplifier, and a second total voltage of the second offset voltage and the reference voltage is the first voltage of the differential amplifier. A semiconductor integrated circuit supplied to the first inverting input terminal .
請求項3において、
前記電流制限回路は、電圧比較増幅器と比較制御トランジスタとを有する電圧制御回路を更に含み、
前記電圧比較増幅器の第1入力端子と第2入力端子とは、前記電源スイッチトランジスタの前記PチャネルMOSトランジスタの前記ドレインと前記制御PチャネルMOSトランジスタの前記ドレインとにそれぞれ接続され、
前記電圧比較増幅器の出力端子は前記比較制御トランジスタの制御入力端子に接続され、前記比較制御トランジスタの出力電流経路は前記制御PチャネルMOSトランジスタの前記ドレインと前記検出抵抗の前記一端との間に接続された
半導体集積回路。
In claim 3,
The current limiting circuit further includes a voltage control circuit having a voltage comparison amplifier and a comparison control transistor,
A first input terminal and a second input terminal of the voltage comparison amplifier are respectively connected to the drain of the P-channel MOS transistor of the power switch transistor and the drain of the control P-channel MOS transistor;
The output terminal of the voltage comparison amplifier is connected to the control input terminal of the comparison control transistor, and the output current path of the comparison control transistor is connected between the drain of the control P-channel MOS transistor and the one end of the detection resistor. A semiconductor integrated circuit.
請求項4において、
前記入力電圧検出回路は、第1分圧抵抗と、第2分圧抵抗とを含み、
前記第1分圧抵抗の一端には前記入力端子に供給される前記DC入力電圧が供給され、前記第1分圧抵抗の他端は前記第2分圧抵抗の一端に接続され、前記第2分圧抵抗の他端は接地電位に接続され、
前記入力電圧検出回路の前記第1分圧抵抗の前記他端と前記第2分圧抵抗の前記一端との接続ノードから、前記入力電圧検出信号が生成される
半導体集積回路。
In claim 4,
The input voltage detection circuit includes a first voltage dividing resistor and a second voltage dividing resistor,
The DC input voltage supplied to the input terminal is supplied to one end of the first voltage dividing resistor, the other end of the first voltage dividing resistor is connected to one end of the second voltage dividing resistor, The other end of the voltage dividing resistor is connected to the ground potential,
The semiconductor integrated circuit , wherein the input voltage detection signal is generated from a connection node between the other end of the first voltage dividing resistor and the one end of the second voltage dividing resistor of the input voltage detecting circuit.
請求項5において、
前記半導体集積回路は、抵抗素子と容量素子とを含むローパスフィルタを更に具備して、
前記入力電圧検出回路から生成される前記入力電圧検出信号が前記ローパスフィルタの入力端子に供給され、前記ローパスフィルタの出力端子に伝達される前記入力電圧検出信号が前記電流制限回路の前記第2反転入力端子に供給される
半導体集積回路。
In claim 5,
The semiconductor integrated circuit further includes a low pass filter including a resistance element and a capacitance element,
The input voltage detection signal generated from the input voltage detection circuit is supplied to the input terminal of the low-pass filter, and the input voltage detection signal transmitted to the output terminal of the low-pass filter is the second inversion of the current limiting circuit. A semiconductor integrated circuit supplied to the input terminal .
請求項6において、
前記入力端子には、NFC通信によるRF信号とワイヤレス給電によるRF信号とが時分割で供給可能とされる
半導体集積回路。
In claim 6,
An RF signal by NFC communication and an RF signal by wireless power feeding can be supplied to the input terminal in a time division manner . Semiconductor integrated circuit.
請求項7において、
前記半導体集積回路は、前記入力端子と前記出力端子との間に接続された前記DC−DCコンバータと並列に接続されたリニア・レギュレータを更に具備して、
前記リニア・レギュレータは、前記入力端子の前記DC入力電圧の供給に応答して即座動作するものであり、
前記DC−DCコンバータは、前記リニア・レギュレータよりも高い電力効率を有するスイッチングレギュレータとして動作する
半導体集積回路。
In claim 7,
The semiconductor integrated circuit further comprises a linear regulator connected in parallel with the DC-DC converter connected between the input terminal and the output terminal,
The linear regulator operates immediately in response to the supply of the DC input voltage at the input terminal,
The DC-DC converter operates as a switching regulator having higher power efficiency than the linear regulator .
請求項8において、
前記入力端子に第1ショットキーダイオードを介して前記DC入力電圧と第2ショットキーダイオードを介してAC電源接続インターフェースのAC−DC変換電圧とが供給可能なように、前記入力端子が構成された
半導体集積回路。
In claim 8,
The input terminal is configured so that the DC input voltage can be supplied to the input terminal via the first Schottky diode and the AC-DC conversion voltage of the AC power connection interface via the second Schottky diode. <br/> Semiconductor integrated circuit.
請求項9において、
前記半導体集積回路は、他の入力端子とスイッチとを更に具備して、
前記他の入力端子にUSB接続インターフェースのUSB電源電圧が供給可能なように、前記他の入力端子が構成され、
前記スイッチの一端と他端とは、前記他の入力端子と前記出力端子とにそれぞれ接続された
半導体集積回路。
In claim 9,
The semiconductor integrated circuit further includes another input terminal and a switch,
The other input terminal is configured so that the USB power supply voltage of the USB connection interface can be supplied to the other input terminal.
The semiconductor integrated circuit , wherein one end and the other end of the switch are connected to the other input terminal and the output terminal, respectively .
入力端子と、DC−DCコンバータと、出力端子と、電源スイッチトランジスタと、電流制限回路と、入力電圧検出回路とを具備する半導体集積回路の動作方法であって、  An operation method of a semiconductor integrated circuit comprising an input terminal, a DC-DC converter, an output terminal, a power switch transistor, a current limiting circuit, and an input voltage detection circuit,
前記入力端子には、RF受信信号の整流・平滑によって生成されるDC入力電圧が供給可能とされ、  The input terminal can be supplied with a DC input voltage generated by rectification and smoothing of an RF reception signal,
前記DC−DCコンバータは、前記入力端子に供給される前記DC入力電圧から、所望の電圧レベルを有するDC出力電圧をコンバータ出力端子から生成可能とされ、  The DC-DC converter can generate a DC output voltage having a desired voltage level from the converter output terminal from the DC input voltage supplied to the input terminal.
前記出力端子は、前記DC出力電圧を使用して外部のバッテリの充電もしくは外部の受電側システムの給電が可能とされ、  The output terminal is capable of charging an external battery or feeding an external power receiving system using the DC output voltage,
前記電源スイッチトランジスタは、前記出力端子と前記DC−DCコンバータの前記コンバータ出力端子との間の電気的導通を可能として、  The power switch transistor enables electrical conduction between the output terminal and the converter output terminal of the DC-DC converter,
前記電流制限回路は、前記コンバータ出力端子から前記出力端子に流れる前記電源スイッチトランジスタの負荷電流の電流制限を実行して、  The current limiting circuit executes current limitation of a load current of the power switch transistor flowing from the converter output terminal to the output terminal,
前記入力電圧検出回路は、前記入力端子に供給される前記DC入力電圧のレベル検出によって入力電圧検出信号を生成して、当該入力電圧検出信号を前記電流制限回路に供給して、  The input voltage detection circuit generates an input voltage detection signal by detecting a level of the DC input voltage supplied to the input terminal, and supplies the input voltage detection signal to the current limiting circuit.
前記電流制限回路は前記入力電圧検出回路から供給される前記入力電圧検出信号に応答して、前記電源スイッチトランジスタの前記電流制限による最大電流の値を制御して、  In response to the input voltage detection signal supplied from the input voltage detection circuit, the current limit circuit controls the maximum current value due to the current limit of the power switch transistor,
前記入力端子に供給される前記DC入力電圧が高レベルである場合には、前記電流制限回路は前記入力電圧検出信号に応答して前記電源スイッチトランジスタの前記電流制限による最大電流の前記値を大きい電流に制御して、  When the DC input voltage supplied to the input terminal is at a high level, the current limiting circuit increases the value of the maximum current due to the current limitation of the power switch transistor in response to the input voltage detection signal. Control to current,
前記入力端子に供給される前記DC入力電圧が前記高レベルよりも低い低レベルである場合には、前記電流制限回路は前記入力電圧検出信号に応答して前記電源スイッチトランジスタの前記電流制限による最大電流の前記値を前記大きい電流よりも小さい電流に制御して、  When the DC input voltage supplied to the input terminal is at a low level lower than the high level, the current limit circuit is responsive to the input voltage detection signal to maximize the current limit of the power switch transistor. Controlling the value of the current to a smaller current than the larger current;
前記電源スイッチトランジスタは、ソースとドレインが前記コンバータ出力端子と前記出力端子にそれぞれ接続されたPチャネルMOSトランジスタであり、  The power switch transistor is a P-channel MOS transistor whose source and drain are connected to the converter output terminal and the output terminal, respectively.
前記電源スイッチトランジスタの前記PチャネルMOSトランジスタのゲートが前記電流制限回路によって制御され、  The gate of the P-channel MOS transistor of the power switch transistor is controlled by the current limiting circuit;
前記電流制限回路は、制御PチャネルMOSトランジスタと検出抵抗と差動増幅器とを含み、  The current limiting circuit includes a control P-channel MOS transistor, a detection resistor, and a differential amplifier,
前記制御PチャネルMOSトランジスタのソースとドレインとは、前記コンバータ出力端子と前記検出抵抗の一端にそれぞれ接続され、前記検出抵抗の他端は接地電位に接続され、  The source and drain of the control P-channel MOS transistor are connected to the converter output terminal and one end of the detection resistor, respectively, and the other end of the detection resistor is connected to the ground potential.
前記差動増幅器の第1反転入力端子と第2反転入力端子と非反転入力端子には、基準電圧と前記入力電圧検出信号と前記検出抵抗の前記一端の検出電圧とがそれぞれ供給され、  A reference voltage, the input voltage detection signal, and a detection voltage at the one end of the detection resistor are respectively supplied to the first inverting input terminal, the second inverting input terminal, and the non-inverting input terminal of the differential amplifier.
前記PチャネルMOSトランジスタの前記ゲートと前記制御PチャネルMOSトランジスタのゲートとは、前記差動増幅器の出力信号により制御され、  The gate of the P channel MOS transistor and the gate of the control P channel MOS transistor are controlled by an output signal of the differential amplifier,
前記差動増幅器は前記第1反転入力端子の前記基準電圧と前記第2反転入力端子の前記入力電圧検出信号のうちの低レベルの電圧レベルを選択して、当該選択された低レベルの電圧レベルに非反転入力端子の前記検出電圧が一致するように前記差動増幅器の前記出力信号が前記制御PチャネルMOSトランジスタのドレイン電流を制御する  The differential amplifier selects a low voltage level among the reference voltage of the first inverting input terminal and the input voltage detection signal of the second inverting input terminal, and the selected low voltage level The output signal of the differential amplifier controls the drain current of the control P-channel MOS transistor so that the detected voltage at the non-inverting input terminal coincides with
半導体集積回路の動作方法。A method of operating a semiconductor integrated circuit.
請求項11において、  In claim 11,
前記第1反転入力端子の前記基準電圧が前記第2反転入力端子の前記入力電圧検出信号より低レベルである場合には、前記基準電圧に前記検出電圧が一致するように前記制御PチャネルMOSトランジスタのドレイン電流が制御され、  When the reference voltage at the first inverting input terminal is at a lower level than the input voltage detection signal at the second inverting input terminal, the control P-channel MOS transistor so that the detection voltage matches the reference voltage. The drain current of the
前記第2反転入力端子の前記入力電圧検出信号が前記第1反転入力端子の前記基準電圧より低レベルである場合には、前記入力電圧検出信号に前記検出電圧が一致するように前記制御PチャネルMOSトランジスタのドレイン電流が制御される  When the input voltage detection signal of the second inverting input terminal is at a level lower than the reference voltage of the first inverting input terminal, the control P channel is set so that the detection voltage matches the input voltage detection signal. The drain current of the MOS transistor is controlled
半導体集積回路の動作方法。A method of operating a semiconductor integrated circuit.
請求項12において、  In claim 12,
前記電流制限回路は、第1オフセット電圧と第2オフセット電圧とを生成するオフセット電圧回路を更に含み、  The current limiting circuit further includes an offset voltage circuit that generates a first offset voltage and a second offset voltage;
前記第1オフセット電圧と前記検出電圧の第1合計電圧が前記差動増幅器の前記非反転入力端子に供給され、前記第2オフセット電圧と前記基準電圧の第2合計電圧が前記差動増幅器の前記第1反転入力端子に供給される  A first total voltage of the first offset voltage and the detection voltage is supplied to the non-inverting input terminal of the differential amplifier, and a second total voltage of the second offset voltage and the reference voltage is the first voltage of the differential amplifier. Supplied to the first inverting input terminal
半導体集積回路の動作方法。A method of operating a semiconductor integrated circuit.
請求項13おいて、
前記電流制限回路は、電圧比較増幅器と比較制御トランジスタとを有する電圧制御回路を更に含み、
前記電圧比較増幅器の第1入力端子と第2入力端子とは、前記電源スイッチトランジスタの前記PチャネルMOSトランジスタの前記ドレインと前記制御PチャネルMOSトランジスタの前記ドレインとにそれぞれ接続され、
前記電圧比較増幅器の出力端子は前記比較制御トランジスタの制御入力端子に接続され、前記比較制御トランジスタの出力電流経路は前記制御PチャネルMOSトランジスタの前記ドレインと前記検出抵抗の前記一端との間に接続された
半導体集積回路の動作方法。
In claim 13,
The current limiting circuit further includes a voltage control circuit having a voltage comparison amplifier and a comparison control transistor,
A first input terminal and a second input terminal of the voltage comparison amplifier are respectively connected to the drain of the P-channel MOS transistor of the power switch transistor and the drain of the control P-channel MOS transistor;
The output terminal of the voltage comparison amplifier is connected to the control input terminal of the comparison control transistor, and the output current path of the comparison control transistor is connected between the drain of the control P-channel MOS transistor and the one end of the detection resistor. A method of operating a semiconductor integrated circuit.
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